Pembuatan Program Kalkulator Sains Menggunakan Matlab
Nizamul Muluk, M Azizul Hakim, Ridho Arismunandar
Jurusan Teknik Elektro FT UNDIP
Jln. Prof. Sudarto Tembalang 50275 INDONESIA
Abstrak-Saat ini perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi telah
berkembang dengan pesat. Khususnya di bidang ilmu komputer telah mengalami
perkembangan yang begitu besar sehingga bermunculan berbagai permintaan
masyarakat agar pekerjaannya dapat dipermudah. Seperti halnya kalkulator,
kalkulator sangat dibutuhkan oleh para masyarakat khususnya mahasiswa,
namun walaupun sudah mengerti cara kerja kalkulator,pada umumnya masyarakat
tidak tahu asal kalkulator, dan tidak tahu menggunakan pemrograman apa
kalkulator itu dibuat, dan masih menganggap pemrogrman itu sulit.
Dengan ditulisnya makalah ini,penulis berharap agar masyarakat dapat
mengetahui bagaimana cara membuat kalkulator dengan menggunakan program
matlab, dan sekaligus membuka mata khalayak akan pentingnya pemrograman
yang berguna bagi kehidupan manusia, dan tidaklah sulit.
Dengan demikian, makalah ini bertujuan untuk memberikan wawasan
tambahan bagi pembaca.
Kata Kunci— kalkulator, pemrograman, matlab
i. pendahuluan
1.1 Latar Belakang
Saat ini perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi telah berkembang
dengan pesat. Khususnya di bidang ilmu komputer telah mengalami
perkembangan yang begitu besar sehingga bermunculan berbagai macam jenis
program-program komputer yang telah beredar luas di masyarakat. Komputer
pada dasarnya digunakan untuk mempermudah pekerjaan manusia dalam melakukan
hal-hal yang berkaitan dengan perhitungan. Kalkulator merupakan salah satu
contoh dari komputer yang dibuat oleh manusia untuk mempermudah dalam
proses perhitungan matematika.
Namun kebanyakan orang tidak tahu bahwa kalkulator itu dibuat dengan
bahasa pemrograman , dan masih banyaknya orang yang beranggapan bahwa
bahasa pemrgraman itu sulit.
Disini penulis membuat kalkulator sains , yang dapat digunakan untuk
perhitungan yang dimulai dari penjumlahan,pengurangan,perkalian,perhitungan
sudut sin,tan,cos dan log . dan disertai dengan cara pembuatan program ,
dan screenshot program.
1.2 Tujuan Penelitian
Tujuan Penelitian dalam penulisan makalah TA ini adalah untuk memenuhi
tugas akir dari Praktikum Dasar Komputer(PDKP) , dan Penulis bertujuan
untuk menambah wawasan bagi para pembaca makalah yang berjudul "Pembuatan
Kalkulato Sains Menggunakan Matlab", dan tidak ketinggalan juga agar para
pembaca mengubah anggapan bahasa pemrograman itu sulit, disini kami
tampilkan cara prmbuatan program, dan screenshot program agar pembaca dapat
memahami dengan baik.
1.3 Pembatasan Masalah
Pada makalah TA ini batasan-batasan yang kami bahas antara lain :
1. Program dibuat dengan menggunakan matlab 2008
2. Isi dari program dalah penghitungan pertambahan, pengurangan,
perkalian, pembagian dan penghitung trigonometri (sin,cos,tan,log)
II.DASAR TEORI
2.1Apa itu Kalkulator
Mesin hitung atau Kalkulator adalah alat untuk menghitung dari
perhitungan sederhana seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian dan
pembagian sampai kepada kalkulator sains yang dapat menghitung rumus
matematika tertentu.
2.1.1Sejarah Kalkulator
a. Kalkulator Generasi Pertama
Kalkulator Mekanik Sederhana atau yang disebut Abacus, yang muncul sekitar
5000 tahun yang lalu di Asia kecil dan masih digunakan di beberapa tempat
hingga saat ini dapat dianggap sebagai awal mula mesin komputasi.
Alat ini memungkinkan penggunanya untuk melakukan perhitungan menggunakan
biji-bijian geser yang diatur pada sebuah rak.
Para pedagang di masa itu menggunakan abacus untuk menghitung transaksi
perdagangan. Seiring dengan munculnya pensil dan kertas, terutama di Eropa,
abacus kehilangan popularitasnya.
b. Kalkulator Generasi Kedua
Setelah hampir 12 abad, muncul penemuan lain dalam hal mesin komputasi.
Pada tahun 1642, Blaise Pascal (1623-1662), yang pada waktu itu berumur 18
tahun, menemukan apa yang ia sebut sebagai kalkulator roda numerik
(numerical wheel calculator) untuk membantu ayahnya melakukan perhitungan
pajak
Kotak persegi kuningan ini yang dinamakan Pascaline, menggunakan delapan
roda putar bergerigi untuk menjumlahkan bilangan hingga delapan digit.
Alat ini merupakan alat penghitung bilangan berbasis sepuluh. Kelemahan
alat ini adalah hanya terbatas untuk melakukan penjumlahan
c.Kalkulator Generasi Ketiga
Tahun 1694, seorang matematikawan dan filsuf Jerman, Gottfred Wilhem
von Leibniz (1646-1716) memperbaiki Pascaline dengan membuat mesin yang
dapat mengalikan.
Sama seperti pendahulunya, alat mekanik ini bekerja dengan
menggunakan roda-roda gerigi.
Dengan mempelajari catatan dan gambar-gambar yang dibuat oleh Pascal,
Leibniz dapat menyempurnakan alatnya.
d. Komputer Generasi Keempat
Barulah pada tahun 1820, kalkulator mekanik mulai populer. Charles
Xavier Thomas de Colmar menemukan mesin yang dapat melakukan empat fungsi
aritmatik dasar. Kalkulator mekanik Colmar, arithometer, mempresentasikan
pendekatan yang lebih praktis dalam kalkulasi karena alat tersebut dapat
melakukan penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian.
Dengan kemampuannya, arithometer banyak dipergunakan hingga masa
Perang Dunia I. Bersama-sama dengan Pascal dan Leibniz, Colmar membantu
membangun era komputasi mekanikal.
Awal mula komputer yang sebenarnya dibentuk oleh seorang profesor
matematika Inggris, Charles Babbage (1791-1871). Tahun 1812, Babbage
memperhatikan kesesuaian alam antara mesin mekanik dan matematika yaitu
mesin mekanik sangat baik dalam mengerjakan tugas yang sama berulangkali
tanpa kesalahan; sedang matematika membutuhkan repetisi sederhana dari
suatu langkah-langkah tertenu.
Masalah tersebut kemudain berkembang hingga menempatkan mesin mekanik
sebagai alat untuk menjawab kebutuhan mekanik.
Usaha Babbage yang pertama untuk menjawab masalah ini muncul pada
tahun 1822 ketika ia mengusulkan suatu mesin untuk melakukanperhitungan
persamaan differensial.
Mesin tersebut dinamakan Mesin Differensial.Dengan menggunakan tenaga
uap, mesin tersebut dapat menyimpan program dan dapat melakukan kalkulasi
serta mencetak hasilnya secara otomatis.
Setelah bekerja dengan Mesin Differensial selama sepuluh tahun,
Babbage tiba-tiba terinspirasi untuk memulai membuat komputer general-
purpose yang pertama, yang disebut Analytical Engine. Asisten Babbage,
Augusta Ada King (1815-1842) memiliki peran penting dalam pembuatan mesin
ini. Ia membantu merevisi rencana, mencari pendanaan dari pemerintah
Inggris, dan mengkomunikasikan spesifikasi Analytical Engine kepada publik.
Selain itu, pemahaman Augusta yang baik tentang mesin ini memungkinkannya
membuat instruksi untuk dimasukkan ke dalam mesin dan juga membuatnya
menjadi programmer wanita yang pertama. Pada tahun 1980, Departemen
Pertahanan Amerika Serikat menamakan sebuah bahasa pemrograman dengan nama
ADA sebagai penghormatan kepadanya.
e. Kalkulator Generasi Kelima
Pada 1889, Herman Hollerith (1860-1929) juga menerapkan prinsip kartu
perforasi untuk melakukan penghitungan.
Tugas pertamanya adalah menemukan cara yang lebih cepat untuk melakukan
perhitungan bagi Biro Sensus Amerika Serikat.
Sensus sebelumnya yang dilakukan di tahun 1880 membutuhkan waktu
tujuh tahun untuk menyelesaikan perhitungan.
Dengan berkembangnya populasi, Biro tersebut memperkirakan bahwa dibutuhkan
waktu sepuluh tahun untuk menyelesaikan perhitungan sensus.
Hollerith menggunakan kartu perforasi untuk memasukkan data sensus
yang kemudian diolah oleh alat tersebut secara mekanik.
Sebuah kartu dapat menyimpan hingga 80 variabel.
Dengan menggunakan alat tersebut, hasil sensus dapat diselesaikan dalam
waktu enam minggu.
Selain memiliki keuntungan dalam bidang kecepatan, kartu tersebut
berfungsi sebagai media penyimpan data.
Tingkat kesalahan perhitungan juga dapat ditekan secara drastis.
Hollerith kemudian mengembangkan alat tersebut dan menjualnya ke masyarakat
luas.
Ia mendirikan Tabulating Machine Company pada tahun 1896 yang
kemudian menjadi International Business Machine (1924) setelah mengalami
beberapa kali merger.
Perusahaan lain seperti Remington Rand and Burroghs juga memproduksi
alat pembaca kartu perforasi untuk usaha bisnis.
Kartu perforasi digunakan oleh kalangan bisnis dn pemerintahan untuk
permrosesan data hingga tahun 1960.
f. Kalkulator Generasi Keenam(Modern)
Pada masa berikutnya, beberapa insinyur membuat penemuan baru lainnya.
Vannevar Bush (18901974) membuat sebuah kalkulator untuk menyelesaikan
persamaan differensial di tahun 1931.
Mesin tersebut dapat menyelesaikan persamaan differensial kompleks yang
selama ini dianggap rumit oleh kalangan akademisi.
Mesin tersebut sangat besar dan berat karena ratusan gerigi dan poros
yang dibutuhkan untuk melakukan perhitungan.
Pada tahun 1903, John V. Atanasoff dan Clifford Berry mencoba membuat
komputer elektrik yang menerapkan aljabar Boolean pada sirkuit elektrik.
Pendekatan ini didasarkan pada hasil kerja George Boole (1815-1864)
berupa sistem biner aljabar, yang menyatakan bahwa setiap persamaan
matematik dapat dinyatakan sebagai benar atau salah.
Dengan mengaplikasikan kondisi benar-salah ke dalam sirkuit listrik
dalam bentuk terhubung-terputus, Atanasoff dan Berry membuat komputer
elektrik pertama di tahun 1940.
Namun proyek mereka terhenti karena kehilangan sumber pendanaan.
Dari semua jenis kalkulator itu terbentuklah kalkulator yang kita jumpai
sekarang, seperti kalkulator casio, yang berguna untuk penghitungan
saintifik
2.2 Pemrograman
Pemrograman adalah proses menulis, menguji dan memperbaiki (debug), dan
memelihara kode yang membangun sebuah program komputer. Kode ini ditulis
dalam berbagai bahasa pemrograman. Tujuan dari pemrograman adalah untuk
memuat suatu program yang dapat melakukan suatu perhitungan atau
'pekerjaan' sesuai dengan keinginan si pemrogram (programmer). Untuk dapat
melakukan pemrograman, diperlukan keterampilan dalam algoritma, logika,
bahasa pemrograman, dan di banyak kasus, pengetahuan-pengetahuan lain
seperti matematika.
Pemrograman adalah sebuah seni dalam menggunakan satu atau lebih algoritma
yang saling berhubungan dengan menggunakan sebuah bahasa pemrograman
tertentu sehingga menjadi sebuah program komputer. Bahasa pemrograman yang
berbeda mendukung gaya pemrograman yang berbeda pula. Gaya pemrograman ini
biasa disebut paradigma pemrograman.
Apakah memprogram perangkat lunak lebih merupakan seni, ilmu, atau teknik
telah lama diperdebatkan. Pemrogram yang baik biasanya mengkombinasikan
tiga hal tersebut, agar dapat menciptakan program yang efisien, baik dari
sisi waktu berjalan (run time), atau memori.
2.3 Pengertian Matlab
MATLAB (Matrix Laboratory) adalah suatu bahasa tingkat tinggi yang
digunakan untuk komputasi teknik. Bahasa ini mengintegrasikan proses
komputasi, visualisasi, dan pemrograman dengan environment yang mudah
digunakan dengan mengekspresikan masalah dan solusi ke dalam notasi-notasi
matematika.
Kegunaan umum dari MATLAB diantaranya untuk Matematika dan Komputasi,
Pengembangan Algoritma, Akuisisi Data, Pemodelan dan Simulasi, Pembuatan
Prototipe, Analisis Data, Eksplorasi, Visualisasi, dan Pengembangan
Aplikasi termasuk GUI.
Bahasa MATLAB dapat digunakan dalam sebuah sistem MATLAB interaktif
yang elemen data dasarnya adalah array yang tidak membutuhkan pengaturan
dimensi. Hal ini memungkinkan penyelesaian banyak masalah komputasi teknik,
terutama yang berhubungan dengan formulasi matriks dan vektor. Dalam
beberapa kasus, dapat juga dilakukan penulisan program dalam bahasa seperti
C dan Fortran.
Nama MATLAB merupakan singkatan dari Matrix Laboratory. Awalnya,
MATLAB dibuat untuk menyediakan akses yang mudah untuk pengembangan
software matriks dalam proyek LINPACK dan EISPACK. Saat ini, MATLAB
menggabungkan LAPACK dan BLAS library untuk komputasi matriks.
Di lingkungan universitas, MATLAB digunakan sebagai alat pembelajaran
standar untuk tahap pengenalan dan lanjut dalam matematika, teknik dan
sains. Dalam industri, MATLAB adalah salah satu alat yang dapat dipilih
untuk penelitian, pengembangan dan analisis.
MATLAB juga memiliki fungsi toolbox yang memungkinkan pengguna untuk
belajar dan menerapkan teknologi khusus seperti pemrosesan sinyal, sistem
kontrol, jaringan saraf, logikafuzzy, simulasi dan banyak teknologi
lainnya.
III. PERANCANGAN SISTEM
3.1 Algoritma
1.mulai
2.masukkan bilangan
3.pilih operasi hitungan
4.jika kita ingin menghitung penjumlahan, maka kita
pilih operator "+"
5.jika kita ingin menghitung pengurangan maka kita
pilih operator "-"
6.jika kita ingin menghitung perkaliah,maka kita
pilih operator "*"
7. jika kita ingin menghitung pembagian,maka kita
pilih operator "/"
8. jika kita ingin menghitung nilai tan dari suatu
sudut, maka kita pilih operator "tan"
9.jika kita ingin menghitung nilai log, maka kita pilih
operator "log"
10.jika kita ingin menghitung nilai sin dari suatu
sudut, maka kita pilih operator "sin"
11.jika kita ingin menghitung nilai cos dari suatu
sudut,maka kita pilih operator "cos"
3.2 Flowchart
Gbr. 3.1 Flowchart program kalkulator sains
3.3 Perancangan Tampilan Program
Langkah pertama dalam pembuatan kalkulator sains ini adalah dengan masuk
terlebih dahulu ke software matlab dengan cara klik 2x icon matlab pada
desktop,dibawah ini merupakan tampilan lembar kerja pertama pada matlab.
Gbr. 3.2 Tampilan lembar kerja awal Matlab
Kerena kita akan membuat kalkulator, maka kita masuk kebagian GUI , dengan
cara klik file->new->GUI
Gbr. 3.3 Membuat GUI dengan Matlab
Setelah itu akan muncul tampilan dibawah ini, maka kita pilih blank
GUI(default) dan kita beri tanda centang pada save new figure as,lalu kita
tentukan tempat penyimpanannya dan kita beri nama filenya calc.fig
Gbr.3.4 Konfigurasi GUI
Dan kita akan memasuki lembar kerja di GUI matlab, yang tampilan awalnya
seperti dibawah
Gbr. 3.5 Tampilan awal GUI
Dan kita buat tampilan kalkulator seperti diatas, menggunakan tool yang
tersedia pada toolbox.
Gbr. 3.6 Membuat tampilan kalkulator dengan toolbox
Untuk penyisipan sourcecode dengan cara : klik button yang ingin kita
sisipkan sourcecode ->view->view callbacks->callback, lalu kita sisipkan
sourcecodenya.
IV. UJICOBA
4.1 Tampilan Awal
Tampilan awal program
Gbr. 4.1 Tampilan awal program kalkulator
Penjelasan tombol-tombol kalkulator :
Tombol Back : dihunakan untuk menghapus angka
Tombol trigonometri : digunakan untuk menghitung sudut trigonometri (
dengan syarat satuan radian)
Tombol Log : digunakan untuk menghitung logaritma
Tombol + : digunakan untuk operasi penjumlahan
Tombol - : digunakan untuk operasi pengurangan
Tombol +/-: digunakan untuk memberi tanda positif atau negatif
Tombol * : digunakan untuk operasi perkalian
Tombol / : digunakan untuk operasi pembagian
Tombol (): digunakan sebagai pelengkap dari tombol trigonometri dan
log, agar tidak terjadi error
Tombol. : diguanakan untuk input koma
Tombol angka : digunakan untuk input angka
Tombol c : digunakan untuk mereset dari area perhitungan
4.2 Pengujian untuk fungsi dasar kalkulator
(penjumlahan,pengurangan,perkalian dan pembagian)
Dalam pengujian fungsi dasar kalkulator, kita dapat mudah mengujinya
seperti dibawah ini :
4.2.1 pengujian penjumlahan
Kita inputkan nilai 1 dan 4, lalu kita klik tombol "=" untuk menghitung
Gbr. 4.2 Input nilai penjumlahan
Dan hasilnya adalah 5
Gbr. 4.3 Output hasil penjumlahan
4.2.2Pengujian untuk pengurangan :
Kita inputkan nilai 5 dan 1, dan kita klik tombol "="
Gbr. 4.4 Input nilai Pengurangan
Hasilnya adalah 4
Gbr. 4.5 Output hasil pengurangan
4.2.3 Pengujian untuk perkalian
Kita inputkan angka 5 dan 8 ,lalu kita klik tombol "="
Gbr. 4.6 Input nilai perkalian
Maka hasilnya adalah 40
Gbr. 4.7 Output hasil perkalian
4.2.4 Pengujian untuk pembagian
Kita inputkan angka 40 dan 10 , dan kita klik tombol "="
Gbr. 4.8 Input nilai pembagian
Maka hasilnya adalah 4
Gbr. 4.9 Output hasil pembagian
4.3 Pengujian Proses penghitungan tan,log,sin,cos
Dalam pengujian ini harus memenuhi beberapa syarat yaitu :
1. dalam penghitungan tan,sin,cos harus menggunakan satuan radian.
Contoh : jika kita ingin menghitung nilai sin pada sudut 30', maka
kita harus mengubah satuan derajat ke radian , dengan cara sudut yang
akan dicari/180 x П , pada kalkulator П bisa digantikan dengan (22/7)
2. da dalam perhitungan nilai tan,log,sin dan cos, angka harus berada
didalam ()
4.3.1 Penghitungan tan
Untuk penghitungan ini, kita coba menghitung nilai tan45, dimana kita harus
mengubah sudut 45 derajat kedalam satuan radian . yang dimana ditampilkan
pada gambar dibawah ini :
Gbr. 4.10 Input nilai sudut tan
Dan hasilnya adalah 1.00063, yang kita ketahui bahwa nilai dari tan45
adalah 1, dan kalkulator ini nilainya mendekati 1.
Gbr. 4.11 Output hasil penghitungan sudut tan
4.3.2 Penghitungan log
Untuk penghitungan ini, kita coba menghitung nilai log(10000),yang dimana
ditampilkan pada gambar dibawah ini :
Gbr. 4.12 Input nilai log
Yang hasilnya adalah sebagai berikut.
Gbr.4.13 Output hasil penghitungan log
4.3.3 Penghitungan sin
Untuk penghitungan ini, kita coba menghitung nilai sin30, dimana kita harus
mengubah sudut 30 derajat kedalam satuan radian . yang dimana ditampilkan
pada gambar dibawah ini :
Gbr. 4.14 Input nilai sudut sin
Dan hasilnya adalah 0,500183 , yang kita ketahui bahwa nilai dari sin30
adalah 0,5 ,dengan kata lain kalkulator ini dapat berjalan dengan lancar
Gbr. 4.15 Output hasil penghitungan sudut sin
4.3.4 Penghitungan Nilai Cos
Untuk penghitungan ini, kita coba menghitung nilai cos0, dimana kita harus
mengubah sudut 0 derajat kedalam satuan radian . yang dimana ditampilkan
pada gambar dibawah ini :
Gbr. 4.16Input nilai sudut cos
Dan hasilnya adalah 1, yang kita ketahui bahwa nilai trigonometri dari cos0
adalah 1
Gbr. 4.17 Output hasil penghitungan sudut cos
V. PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1. Dalam membuat kalkulator menggunakan matlab, penulis
mengguanakan GUI yang ada pada matlab yang berguna
untuk memberi tombol, layar penghitung dll.
2.Dalam penghitungan trigonometri pada kalkulator yang
dibuat oleh penulis , harus menggunakan satuan radian
3.pada source code penghitungan trigonometri pada kalkulator
ini, megggunakan fungsi dasar pada matlab seperti fungsi
dasar sin yang beguna untuk menghitung nilai sin.
4. dalam pembuatan kalkulator sains ini, jika kita akan \
menjalankan program (pengecekan) maka kita klik tombol
run pada toolbox editor
5.2 Saran
1.untuk membuat kalkulator sains in, kami sarankan
menggunakan matlab R2008B karena tool-tool yang tersedia
sudah mencukupi dan terlebih tidak terlalu rumit
2.dalam pembuatan kalkulator ini harus memperhatikan
sourcecode yang dimasukkan,karena kalau kita salah maka
akan terjadi error
3.bagi pemula ketika ingin membuat kalkulator sains ini harus
bersabar, karena mungkin akan terjadi error
4.dalam penghitungan tan,log,sin,cos sebaiknya menggunakan
tanda "()" untuk menghindari error
vi. daftar pustaka
[1]---,2013,"pengertian pemrograman"
http://amri7.blogspot.com/2012/10/pengertian-
pemrograman.html,diakses,diakses pada : 19 november 2013
[2] ---,2013,"apa itu matlab" dalam
http://kenkinanti.blogspot.com/2011/08/apa-itu-matlab.html,diakses pada
: 20 november 2013
[3]---,2013,"asal usul sejarah kalkulator" http://asal-usul-
motivasi.blogspot.com/2011/01/asal-usul-sejarah-kalkulator.html, diakses
pada : 19 november 2013
[4]---,2013,"mesin hitung (kalkulator)"
http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_hitung, diakses pada : 19 november
2013
[5]---,2013,"membuat kalkulator scientifik dengan matlab"
http://www.scribd.com/doc/81328800/Scrib-Membuat-Kalkulator-Scientifik-
Dengan-MATLAB, diakses pada : 20 november 2013
[6]---,2013,"membuat kalkulator sederhana dengan matlab"
http://dinikozemake.wordpress.com/2012/01/31/membuat-kalkulator-
sederhana-dengan-matlab/, diakses pada : 20 november 2013
VII. BIOGRAFI PENULIS
Nizamul Muluk, lahir di Pekalongan 14 Januari 1995.Menempuh pendidikan
dasar di SD N Kraton Pekalongan.Melanjutkan ke SMP N 02 Pekalongan dan
melanjutkan pendidikan tingkat atas di SMA N 3 Pekalongan.Sat ini masih
menempuh pendidikan strata-1 di jurusan teknik elektro fakultas teknik
universitas diponegoro.
Muhammad Azizul Hakim, lahir di Pekalongan 7 Desember. Menempuh
pendidikan dasar di SDN Gumawang 01. Melanjutkan ke SMPN 01 Wiradesa
dan melanjutkan pendidikan tingkat atas di SMAN 3 Pekalongan. Saat ini
masih menempuh pendidikan strata-1di Jurusan Teknik Elektro Fakultas
Teknik Universitas Diponegoro
Pembimbing Koordinator
Tugas Akhir Praktikum
Praktikum
Ridho Arismunandar Ibnu Fauzan Al Aula
21060110141007 21060110141038
