RPP dan Modul Ajar Informatika Berbasis Robotika

 

RPP dan Modul Ajar Informatika Berbasis Robotika

SMK Kelas X • Fase E • 4 JP • Project-Based Learning

Perangkat ajar ini dirancang untuk pembelajaran Informatika kelas X SMK dengan memanfaatkan alat peraga robot Arduino 4 motor dan driver L298N. Siswa akan belajar menghubungkan konsep algoritma, logika pemrograman, input-output, dan sistem kendali melalui praktik langsung.

SainSmart UNO R3 + 4WD GOLD Mobile Car+ L298N +HC-SR04 Kit For Arduino
 – SainSmart.com
Robotics Courses in Chennai & Hyderabad | AICRA Certified | Mech-E-Tron
How to Use motor and wheels: Pinouts, Specs, and Examples | Cirkit Designer
9

Perangkat ajar berikut disusun agar dapat langsung disalin ke Microsoft Word dan disesuaikan dengan identitas sekolah. Alokasi waktu 4 JP menggunakan asumsi 1 JP = 45 menit, sehingga totalnya 180 menit.

BAGIAN I — RPP / RENCANA PEMBELAJARAN

A. Identitas Pembelajaran

Komponen

Keterangan

Satuan Pendidikan

SMK Kebon Jeruk

Mata Pelajaran

Informatika

Kelas / Fase

X / E

Semester

Ganjil / dapat disesuaikan

Materi

Algoritma, pemrograman, dan kendali robotik

Alokasi Waktu

4 JP (180 menit)

Model Pembelajaran

Project-Based Learning (PjBL)

Pendekatan

Pembelajaran Mendalam (Deep Learning)

Metode

Demonstrasi, diskusi, praktik, eksperimen, presentasi

Media

Robot Arduino 4 motor, Arduino Uno, L298N, komputer/laptop

Produk Proyek

Robot bergerak maju, mundur, belok, dan berhenti sesuai program

B. Capaian dan Fokus Pembelajaran

Pembelajaran mengembangkan kemampuan peserta didik dalam berpikir komputasional, memahami algoritma, menyusun instruksi terstruktur, menguji program, serta memperbaiki kesalahan melalui proses pemecahan masalah.

Catatan kurikulum: rumusan di atas merupakan fokus pembelajaran operasional. Guru perlu mencocokkannya dengan Capaian Pembelajaran Informatika Fase E yang berlaku di sekolah.

C. Tujuan Pembelajaran

Pada akhir pembelajaran, peserta didik diharapkan mampu:

  1. Mengidentifikasi fungsi Arduino Uno, driver motor L298N, motor DC, baterai, dan rangka robot.

  2. Menjelaskan hubungan algoritma, kode program, dan gerakan robot.

  3. Menyusun algoritma sederhana untuk menggerakkan robot maju, mundur, belok, dan berhenti.

  4. Membaca serta memodifikasi program Arduino untuk mengendalikan arah putaran motor.

  5. Melakukan pengujian robot secara sistematis dan mencatat hasilnya.

  6. Mengidentifikasi kesalahan program atau rangkaian berdasarkan gejala yang diamati.

  7. Bekerja sama dalam kelompok dengan menerapkan prosedur keselamatan praktik.

D. Pemahaman Bermakna

Robot bukan hanya perangkat mekanik. Gerakannya merupakan hasil kerja sama antara perangkat keras, sumber daya listrik, logika program, dan instruksi yang disusun manusia.

E. Pertanyaan Pemantik

  • Bagaimana robot mengetahui kapan harus maju dan berhenti?

  • Mengapa motor robot memerlukan driver motor?

  • Apa yang terjadi jika logika arah putaran motor diubah?

  • Bagaimana cara mengetahui apakah masalah berasal dari kode, kabel, baterai, atau motor?

F. Dimensi Pembelajaran

  • Penalaran kritis: menganalisis gerakan dan menemukan penyebab kesalahan.

  • Kreativitas: merancang urutan gerakan robot.

  • Kolaborasi: berbagi tugas sebagai programmer, teknisi, penguji, dan pencatat.

  • Kemandirian: menguji serta memperbaiki program berdasarkan bukti.

  • Komunikasi: menyampaikan hasil uji dan alasan teknis.

Pendekatan pembelajaran mendalam diwujudkan melalui pengalaman memahami, mengaplikasi, dan merefleksi, dengan kegiatan yang berkesadaran, bermakna, dan menyenangkan.

G. Langkah-Langkah Pembelajaran

20 mnt

1. Pendahuluan dan asesmen diagnostik

  • Guru membuka pembelajaran dan menjelaskan tujuan.

  • Guru menunjukkan robot serta meminta siswa memprediksi cara kerjanya.

  • Siswa menjawab pertanyaan awal tentang algoritma, Arduino, motor, dan listrik.

  • Guru membagi siswa menjadi kelompok kecil berisi 4–5 orang.

25 mnt

2. Memahami masalah dan eksplorasi komponen

  • Guru mendemonstrasikan Arduino Uno, L298N, motor DC, dan sumber daya.

  • Siswa mengamati komponen serta membuat diagram hubungan sistem.

  • Kelompok mengidentifikasi masalah: bagaimana robot dapat menjalankan urutan gerakan tertentu?

25 mnt

3. Merancang algoritma dan proyek

  • Siswa menyusun pseudocode gerak robot.

  • Kelompok menentukan urutan maju, berhenti, belok, dan berhenti akhir.

  • Guru memeriksa logika program dan kesiapan keselamatan sebelum pengujian.

50 mnt

4. Praktik pemrograman dan pengujian

  • Siswa memeriksa rangkaian dan sumber daya saat robot tidak aktif.

  • Siswa memasukkan atau memodifikasi program Arduino.

  • Kelompok menguji gerakan satu per satu pada permukaan datar.

  • Siswa mencatat hasil, mengidentifikasi kesalahan, dan memperbaiki program.

35 mnt

5. Demonstrasi dan presentasi proyek

  • Kelompok mendemonstrasikan urutan gerakan robot.

  • Siswa menjelaskan logika program dan kendala yang ditemukan.

  • Kelompok lain memberi tanggapan berdasarkan bukti pengujian.

  • Guru menilai produk, proses kerja, dan pemahaman siswa.

25 mnt

6. Evaluasi dan refleksi

  • Siswa mengerjakan asesmen sumatif singkat.

  • Siswa menuliskan hal yang dipahami, kendala, dan perbaikan berikutnya.

  • Guru memberikan umpan balik, tindak lanjut remedial, atau pengayaan.

Total: 180 menit (4 JP).

H. Asesmen Pembelajaran

Jenis asesmen

Teknik

Tujuan

Diagnostik

Tanya jawab dan kuis awal

Mengetahui pengetahuan awal siswa

Formatif

Observasi, pemeriksaan algoritma, dan catatan uji

Memantau proses dan memberikan umpan balik

Sumatif

Demonstrasi robot, penjelasan kode, dan tes singkat

Menilai ketercapaian tujuan pembelajaran

I. Diferensiasi Pembelajaran

  • Dukungan: siswa mendapat diagram pin, contoh pseudocode, dan program dasar.

  • Reguler: siswa memodifikasi program dan menguji empat jenis gerakan.

  • Pengayaan: siswa mengembangkan pola gerak persegi atau membuat fungsi gerakan yang dapat dipanggil berulang.

J. Remedial dan Pengayaan

Remedial: siswa memperbaiki satu gerakan yang belum berhasil dengan panduan guru, kemudian mengulangi pengujian dan menjelaskan penyebab kesalahan.

Pengayaan: siswa membuat urutan gerakan lebih kompleks, mengatur kecepatan motor dengan PWM, atau merancang simulasi lintasan sederhana.

BAGIAN II — MODUL AJAR INFORMATIKA

1. Informasi Umum

Komponen

Uraian

Judul Modul

Robotika Dasar: Mengendalikan Robot dengan Arduino

Penyusun

Guru Informatika

Satuan Pendidikan

SMK Kebon Jeruk

Fase / Kelas

E / X

Alokasi

4 JP (180 menit)

Model

Project-Based Learning

Prasyarat

Mengenal komputer, urutan instruksi, dan logika dasar

Target Peserta Didik

Peserta didik pemula, termasuk yang belum pernah merakit robot

2. Deskripsi Modul

Modul ini mengajak peserta didik mempelajari dasar robotika melalui proyek mobil robot empat motor. Peserta didik mengenali perangkat keras, memahami cara kerja driver motor, membuat algoritma, memprogram Arduino, melakukan pengujian, serta memperbaiki kesalahan.

Pembelajaran menekankan bahwa keberhasilan robot bukan hanya dilihat dari gerakannya, tetapi juga dari kemampuan siswa menjelaskan mengapa robot bergerak, bagaimana program mengaturnya, dan bagaimana masalah teknis dianalisis.

3. Materi Pembelajaran

A. Mengenal sistem robotik

Sistem robot dalam proyek ini terdiri atas:

  • Arduino Uno: menjalankan instruksi program.

  • Driver L298N: mengendalikan arah putaran dan, jika dikonfigurasi dengan PWM, kecepatan motor.

  • Motor DC: mengubah energi listrik menjadi gerakan.

  • Baterai: menyediakan energi untuk sistem robot.

  • Rangka dan roda: menopang komponen dan menghasilkan gerakan.

  • Kabel penghubung: membawa sinyal kendali dan daya sesuai rangkaian.

Prinsip kerja sistem:

Program Arduino

Instruksi gerakan

Driver motor L298N

Mengatur arah dan kendali motor

Motor DC dan roda

Robot bergerak sesuai instruksi

B. Memahami algoritma

Algoritma adalah urutan langkah logis untuk menyelesaikan suatu masalah.

Contoh algoritma robot bergerak maju lalu berhenti:

  1. Mulai.

  2. Aktifkan motor ke arah maju.

  3. Pertahankan gerakan selama waktu tertentu.

  4. Hentikan motor.

  5. Selesai.

Contoh pseudocode:

MULAI
GERAK MAJU
TUNGGU 2 DETIK
BERHENTI
SELESAI

Siswa perlu memahami bahwa komputer tidak mengetahui maksud manusia secara otomatis. Komputer menjalankan instruksi sesuai dengan program yang diberikan.

C. Mengenal logika kendali motor

Pada driver L298N, arah motor ditentukan oleh kombinasi sinyal input.

IN1

IN2

Prinsip kendali motor

HIGH

LOW

Satu arah putaran

LOW

HIGH

Arah putaran berlawanan

LOW

LOW

Motor tidak diberi kendali maju atau mundur; respons mekanis bergantung pada rangkaian

HIGH

HIGH

Kedua input sama; respons pengereman bergantung pada konfigurasi driver

Arah maju dan mundur yang terlihat pada robot dapat berbeda bergantung pada polaritas kabel motor dan pemasangan motor pada rangka.

Catatan penting: satu driver L298N memiliki dua kanal kendali motor. Jika empat motor dipasang dua-dua pada setiap kanal, kedua motor dalam satu kelompok menerima sinyal kendali yang sama. Susunan tersebut cocok untuk robot sederhana, tetapi bukan kendali independen atas empat motor.

D. Menghubungkan Informatika dengan robotika

Konsep Informatika

Penerapan pada robot

Algoritma

Menyusun urutan gerakan

Variabel dan konstanta

Menentukan nomor pin dan durasi gerak

Percabangan

Memilih tindakan berdasarkan kondisi

Perulangan

Mengulang pola gerakan

Debugging

Mencari dan memperbaiki kesalahan

Pengujian

Membandingkan hasil aktual dengan hasil yang diharapkan

4. Praktik Pemrograman Arduino

Berikut program awal untuk robot empat motor dengan Arduino Uno dan satu driver L298N. Contoh menggunakan pemetaan pin berikut, yang perlu disesuaikan dengan rangkaian aktual.

Pin Arduino

Sambungan L298N

D8

IN1

D9

IN2

D10

IN3

D11

IN4

D5

ENA, jika memakai PWM

D6

ENB, jika memakai PWM

GND

GND bersama sesuai rancangan catu daya

Jika ENA dan ENB masih menggunakan jumper bawaan L298N, lepaskan jumper tersebut sebelum menggunakan D5 dan D6 untuk PWM. Jika jumper tetap terpasang, jangan menghubungkan pin PWM Arduino ke ENA/ENB tanpa memeriksa konfigurasi modul.

Pastikan tegangan sumber, kemampuan arus, dan polaritas motor sesuai spesifikasi. Jangan menyambungkan baterai ke pin 5V Arduino secara langsung.

Kode program

// PROYEK ROBOTIKA DASAR
// Arduino Uno + L298N + 4 motor
// Dua motor kiri dan dua motor kanan
// Pastikan rangkaian sesuai pemetaan pin.

const int ENA = 5;
const int IN1 = 8;
const int IN2 = 9;

const int ENB = 6;
const int IN3 = 10;
const int IN4 = 11;

const int KECEPATAN = 180; // Rentang PWM: 0-255

void setup() {
  pinMode(ENA, OUTPUT);
  pinMode(IN1, OUTPUT);
  pinMode(IN2, OUTPUT);

  pinMode(ENB, OUTPUT);
  pinMode(IN3, OUTPUT);
  pinMode(IN4, OUTPUT);

  berhenti();
}

void loop() {
  maju();
  delay(2000);

  berhenti();
  delay(1000);

  mundur();
  delay(1500);

  berhenti();
  delay(1000);

  belokKiri();
  delay(800);

  berhenti();
  delay(1000);

  belokKanan();
  delay(800);

  berhenti();
  delay(3000);
}

void maju() {
  digitalWrite(IN1, HIGH);
  digitalWrite(IN2, LOW);
  digitalWrite(IN3, HIGH);
  digitalWrite(IN4, LOW);

  analogWrite(ENA, KECEPATAN);
  analogWrite(ENB, KECEPATAN);
}

void mundur() {
  digitalWrite(IN1, LOW);
  digitalWrite(IN2, HIGH);
  digitalWrite(IN3, LOW);
  digitalWrite(IN4, HIGH);

  analogWrite(ENA, KECEPATAN);
  analogWrite(ENB, KECEPATAN);
}

void belokKiri() {
  // Putaran roda kiri dihentikan,
  // roda kanan tetap bergerak.
  digitalWrite(IN1, LOW);
  digitalWrite(IN2, LOW);
  digitalWrite(IN3, HIGH);
  digitalWrite(IN4, LOW);

  analogWrite(ENA, KECEPATAN);
  analogWrite(ENB, KECEPATAN);
}

void belokKanan() {
  // Roda kiri bergerak,
  // roda kanan dihentikan.
  digitalWrite(IN1, HIGH);
  digitalWrite(IN2, LOW);
  digitalWrite(IN3, LOW);
  digitalWrite(IN4, LOW);

  analogWrite(ENA, KECEPATAN);
  analogWrite(ENB, KECEPATAN);
}

void berhenti() {
  analogWrite(ENA, 0);
  analogWrite(ENB, 0);

  digitalWrite(IN1, LOW);
  digitalWrite(IN2, LOW);
  digitalWrite(IN3, LOW);
  digitalWrite(IN4, LOW);
}

Cara menggunakan program:

  1. Pastikan rangkaian telah diperiksa guru saat sumber daya tidak aktif.

  2. Buka Arduino IDE, pilih board Arduino Uno dan port yang sesuai.

  3. Salin program, lalu klik Verify untuk memeriksa kesalahan sintaks.

  4. Unggah program ke Arduino.

  5. Tempatkan robot pada penyangga yang kokoh sehingga roda tidak menyentuh meja saat uji pertama.

  6. Setelah pemeriksaan aman, lakukan pengujian singkat di lintasan datar dengan pengawasan guru.

Hasil gerakan dapat berbeda karena polaritas motor, konfigurasi L298N, baterai, dan sambungan motor. Jika satu sisi bergerak terbalik, matikan sumber daya dan periksa polaritas serta pemetaan kabel. Jangan langsung menaikkan tegangan atau mengganti baterai untuk mengatasi motor yang tidak bergerak.

BAGIAN III — LKPD (LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK)

LKPD: Misi Robot Bergerak Cerdas

Informatika Kelas X SMK • Fase E • Proyek kelompok

Identitas kelompok

Nama kelompok: ...........................................

Anggota: ........................................................

Tanggal: ........................................................

Tujuan kegiatan

Peserta didik mampu merancang algoritma, menjalankan program Arduino, menguji gerakan robot, dan menjelaskan hasil pengujian berdasarkan bukti.

Aktivitas 1 — Observasi komponen

Lengkapi tabel berikut berdasarkan pengamatan alat peraga.

No.

Komponen

Fungsi

1

Arduino Uno

................................

2

Driver L298N

................................

3

Motor DC

................................

4

Baterai

................................

5

Roda dan rangka

................................

Aktivitas 2 — Menyusun algoritma

Tuliskan algoritma untuk menjalankan robot dengan urutan berikut:

  • Robot bergerak maju selama 2 detik.

  • Robot berhenti selama 1 detik.

  • Robot bergerak mundur selama 1,5 detik.

  • Robot berhenti.

Jawaban pseudocode:

MULAI

1. ........................................
2. ........................................
3. ........................................
4. ........................................

SELESAI

Aktivitas 3 — Pengujian robot

Catat hasil pengujian aktual. Jangan mengisi hasil sebelum pengujian dilakukan.

No.

Perintah

Hasil yang diharapkan

Hasil aktual

1

Maju

Robot bergerak maju

............

2

Mundur

Robot bergerak mundur

............

3

Belok kiri

Robot berbelok ke kiri

............

4

Belok kanan

Robot berbelok ke kanan

............

5

Berhenti

Roda tidak digerakkan motor

............

Aktivitas 4 — Analisis masalah

Diskusikan bersama kelompok.

  1. Apa yang terjadi jika nilai durasi gerakan diubah?

  2. Mengapa arah gerakan robot dapat berbeda dari perintah program?

  3. Apa perbedaan kesalahan sintaks dan kesalahan logika?

  4. Jika robot tidak bergerak, pemeriksaan apa yang harus dilakukan terlebih dahulu?

  5. Bagaimana kelompok memastikan robot telah bekerja sesuai algoritma?

Jawaban kelompok:

..............................................................................

..............................................................................

..............................................................................

Aktivitas 5 — Kesimpulan dan refleksi

  • Konsep Informatika yang saya pahami: ................................

  • Kendala yang ditemukan: ................................................

  • Perbaikan yang dilakukan: .................................................

  • Pengembangan proyek berikutnya: ......................................

BAGIAN IV — ASESMEN DAN RUBRIK PENILAIAN

1. Asesmen diagnostik

Dilaksanakan pada awal pembelajaran. Gunakan pertanyaan berikut untuk mengetahui kemampuan awal siswa.

Kuis awal

0/5 dijawab

1. Apa yang dimaksud dengan algoritma?

2. Apa fungsi utama Arduino Uno dalam proyek ini?

3. Apa fungsi driver L298N?

4. Apa langkah awal yang tepat jika robot tidak bergerak?

5. Apa tujuan pengujian program?

Periksa jawaban

2. Asesmen formatif

Guru mengamati proses selama praktik menggunakan daftar cek berikut.

Checklist observasi guru

0 dari 6

Catatan guru: beri umpan balik spesifik pada hal yang perlu diperbaiki setiap kelompok.

3. Asesmen sumatif

Asesmen sumatif menggunakan demonstrasi proyek, penjelasan program, dan tes tertulis singkat.

Komponen penilaian

Bobot

Pemahaman konsep dan komponen

20%

Algoritma dan logika program

25%

Praktik dan hasil pengujian robot

30%

Analisis kesalahan dan refleksi

15%

Kolaborasi dan keselamatan kerja

10%

Total

100%

Rubrik penilaian proyek

Kriteria

4 — Sangat baik

3 — Baik

2 — Berkembang

1 — Perlu bimbingan

Konsep

Menjelaskan fungsi dan hubungan komponen dengan tepat

Sebagian besar tepat

Masih ada beberapa kekeliruan

Belum memahami fungsi utama

Algoritma

Urutan logis, lengkap, dan efisien

Urutan benar dengan sedikit kekurangan

Urutan belum konsisten

Belum mampu menyusun urutan

Praktik robot

Gerakan sesuai skenario dan diuji sistematis

Sebagian besar gerakan berhasil

Hanya beberapa gerakan berhasil

Belum berhasil meski telah dibimbing

Debugging

Menganalisis bukti dan memperbaiki penyebab

Menemukan masalah dengan sedikit bantuan

Memerlukan banyak arahan

Belum dapat mengidentifikasi masalah

Kolaborasi dan keselamatan

Aktif, berbagi tugas, dan konsisten menerapkan prosedur

Bekerja sama dan mengikuti prosedur

Perlu diingatkan beberapa kali

Belum mengikuti prosedur dengan baik

Perhitungan nilai rubrik: nilai tiap kriteria dibagi 4, kemudian dikalikan bobot kriteria. Jumlah seluruh nilai berbobot menjadi nilai akhir proyek.

Contoh: jika skor algoritma adalah 3 dari 4 dan bobotnya 25%, kontribusi nilainya adalah \(3/4 \times 25 = 18{,}75\).

BAGIAN V — KESELAMATAN PRAKTIK ROBOTIKA

Sebelum praktik

  • Periksa kabel, konektor, polaritas, dan kondisi baterai ketika daya tidak aktif.

  • Pastikan tegangan dan kemampuan arus sesuai spesifikasi perangkat.

  • Pastikan roda bebas dari benda yang menghalangi.

  • Tempatkan robot pada permukaan datar dan siapkan area uji yang tidak mengganggu orang lain.

Saat praktik

  • Jangan mengubah kabel saat rangkaian masih bertegangan.

  • Jauhkan jari, rambut, dan benda lepas dari roda atau bagian bergerak.

  • Jangan menyentuh terminal terbuka atau membiarkan kabel positif dan negatif bersentuhan.

  • Gunakan catu daya yang sesuai; hentikan pengujian jika kabel atau komponen menjadi panas, berbau, atau menunjukkan tanda kerusakan.

Setelah praktik

  • Hentikan program dan putuskan sumber daya sebelum membongkar rangkaian.

  • Simpan baterai dan komponen sesuai petunjuk produsen.

  • Rapikan kabel serta catat kondisi alat.

  • Laporkan kerusakan kepada guru; jangan mencoba memperbaiki bagian bertegangan sendiri.

BAGIAN VI — REFLEKSI DAN TINDAK LANJUT GURU

Refleksi peserta didik

Siswa menjawab secara mandiri:

  1. Konsep Informatika apa yang paling membantu saya mengendalikan robot?

  2. Apa bukti bahwa program saya sudah berjalan sesuai tujuan?

  3. Kesalahan apa yang saya temukan dan bagaimana saya memperbaikinya?

  4. Jika proyek dilanjutkan, fitur apa yang ingin saya tambahkan?

Refleksi guru

  • Apakah tujuan pembelajaran tercapai oleh sebagian besar peserta didik?

  • Apakah alat peraga dan waktu praktik mencukupi?

  • Apakah pembagian peran membuat seluruh anggota aktif?

  • Apakah asesmen telah mengukur pemahaman, proses, dan hasil?

  • Apa yang perlu diperbaiki pada pertemuan selanjutnya?

Rencana pengembangan pertemuan berikutnya

Kuongshun Smart Robot Car Kit V3.0 od 1 990 Kč - Zbozi.cz

Pertemuan lanjutan 1 — Robot menghindari halangan

Menambahkan sensor ultrasonik untuk membaca jarak dan menggunakan percabangan if-else untuk menentukan tindakan robot.

MakerWorks - Projects | Robotics & Coding Projects for Kids in Mumbai

Pertemuan lanjutan 2 — Robot pengikut garis

Mengenal sensor inframerah, logika kondisi, pengujian lintasan, dan debugging.

Smartphone Controlled Arduino Rover : 17 Steps (with Pictures) - Instructables

Pertemuan lanjutan 3 — Kendali robot melalui Bluetooth

Mempelajari komunikasi serial, input pengguna, dan kendali robot menggunakan aplikasi yang kompatibel.

BAGIAN VII — PENGESAHAN PERANGKAT AJAR

Jakarta, ................................ 2026

Mengetahui,

Kepala Sekolah

Musli, S.Pd.

Guru Informatika

Suryo Budi Triawan, S.T.

Catatan penggunaan: sebelum digunakan secara resmi, lengkapi semester, tanggal, identitas penyusun, dan penyesuaian terhadap ATP serta CP yang berlaku di sekolah. Program Arduino juga harus disesuaikan dengan sambungan aktual alat peraga.

Dengan perangkat ini, Bapak sudah memiliki kerangka RPP, modul materi, program awal, LKPD, asesmen diagnostik, formatif dan sumatif, rubrik, serta prosedur keselamatan dalam satu paket yang siap dipindahkan ke Microsoft Word.

Post a Comment

0 Comments