Rancangan Percobaan

1

KISI-KISI PENELITIANBACKGROUND

SCIENTIFIC PROBLEM

LANDASAN

ILMIAH

HIPOTESIS

KERANGKA TEORI / KONSEP

METODE PENELITIAN :.DATA COLLECTING. DATA ANALYSISHASIL DAN

PEMBAHASANSIMPULANSARAN REKOMENDASI

JENIS PENELITIAN

PENELITIAN KUANTITATIF

OBSERVASIONAL EXPERIMENTAL DESIGN

POPULASI NYATAPERLAKUANIntervensi Peneliti Terhadap Obyek

POPULASI KONSEPTUAL

UNIK Tidak Ada Populasi

TEKNIK SAMPLING EXPERIMENTAL DESIGN

PENELITIAN OBSERVASIONAL

BATASAN POPULASI

IDENTIFIKASI KARAKTERISTIK POPULASI

TEKNIK SAMPLING SAMPLE SIZE

VARIABEL PENELITIAN

INSTRUMEN PENGUMPULAN DATA

METODE PENGUMPULAN DATA

METODE ANALISIS DATA

PENELITIAN EKSPERIMENTAL

DEFINISI PERLAKUAN

IDENTIFIKASI MEDIA, BAHAN, OBYEK

EXPERIMENTAL DESIGN REPLIKASI

VARIABEL PENELITIAN

INSTRUMEN PENGUMPULAN DATA

METODE PENGUMPULAN DATA

METODE ANALISIS DATA

PENELITIAN PERANCANGANLANDASAN KONSEP / TEORI(STRUKTUR)

SPESIFIKASI BAHAN, ALAT, KOMPONEN(FUNGSI) ATAU ANALISIS SISTEM

DISKRIPSI PROSEDUR

MODEL(Prototipe)

SIMULASI

DATAANALISIS

PEMBUATAN ALAT

UJI COBA

DATA

ANALISIS

HASIL PENELITIAN : ALAT atau SISTEM INFORMASI

MEMENUHI

TIDAK MEMENUHI

MEMENUHI

TDK

METODE PENELITIAN

RISET EXPERIMENTAL

Tetapkan : PerlakuanPilih : Materi, media, obyek penelitianIdentifikasi karakteristik: Materi, media, obyek penelitianTetapkan : Rancangan PercobaanHitung : Jumlah ulangan

Rumus : dbgalat > 15Buat : Prosedur pelaksanaan percobaanIdentifkasi & definisikan: Variabel penelitian Pilih : Instrumen dan metode pengukuran yang akan

digunakanTentukan : Metode analisis data

RANCANGAN EKSPERIMEN

Pengumpulan Data

RANCANGAN ACAK LENGKAP (RAL)

Completely Randomized Design (CRD)

9

PENDAHULUAN

10

• RAL merupakan rancangan yang paling sederhana

• RAL sesuai untuk penelitian laboratorium, rumah kaca, atau percobaan yang mempunyai bahan percobaan yang relatif homogen

• Pengacakan dilakukan secara lengkap atau tanpa pembatasan yaitu tidak terdapat pembatasan dalam pengacakan seperti pemblokkan dan pengalokasian perlakuan terhadap unit-unit eksperimen

KEUNTUNGAN

11

Denah perancangan percobaan relatif mudah Analisis statistik sangat sederhana Fleksibel dalam penggunaan jumlah perlakuan

atau jumlah ulangan

SYARAT RAL

12

Bahan homogen atau relatif homogen, jika tidak homogen maka harus dilakukan pemblokkan

Jumlah perlakuan terbatas

PENGACAKAN DAN DENAH RANCANGAN

13

Melalui pengacakan, setiap satuan percobaan mempunyai peluang yang sama untuk menerima suatu perlakuan

Pengacakan dapat dilakukan dengan pengundian atau menggunakan tabel angka acak

Contoh

14

Kita akan meneliti 3 perlakuan (A, B, C) dengan masing-masing perlakuan diulang 5 kali sehingga tersedia 15 satuan percobaan

Maka dapat dibuat denah rancangan sbb:1 A

2 C 3 C

4 B 5 B 6 C

7 A 8 A

9 A

10 B

11 B

12 C

13 B 14 C

15 A

ANALISIS VARIANS/RAGAM (ANOVA=ANALYSIS OF VARIANCE)

15

Misal ada k buah perlakuan dengan unit eksperimen ni untuk perlakuan ke i (i=1, 2, 3,………k).

Jika data pengamatan/respon dinyatakan dengan Yij (i=1, 2, 3, ….k) dan (j=1, 2, 3….., ni)

Yij berarti nilai pengamatan dari unit eksperimen ke j karena perlakuan ke i

PENYUSUNAN DATA

16

Perlakuan Jumlah1 2 …… k

Data Pengamatan

Y11 Y21 …… Yk1Y12 Y22 …… Yk2

……… .......... ......... .........……… .......... .........

...........

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

..........

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

..........

Y1n1 Y2n2 …….. Yknk

Jumlah J1 J2 …….. Jk kJ = Ji i=1

Banyak pengamatan n1 n2 …… nk k ni i=1

Rata-rata Y1 Y2 …… Yn kY = J/ ni i=1

PERHITUNGAN YANG DIPERLUKAN

17

Jumlah nilai pengamatan untuk tiap perlakuan ni Ji = Yij j=1 Jumlah seluruh nilai pengamatan

k J = Yij i=1

18

Rata-rata pengamatan untuk tiap perlakuan Yi = Ji/ni

Rata-rata seluruh nilai pengamatan k Y = J/ ni i=1

19

Selanjutnya diperlukan: Y2 = jumlah kuadrat-kuadrat (JK) semua

nilai pengamatan (JK Total/JKT)

k ni Y2 = Yij2 i=1 j=1 Ry = jumlah kuadrat-kuadrat (JK) untuk rata-

rata (Faktor Koreksi/FK) k Ry = J2 / ni i=1

20

Py = Jumlah kuadrat-kuadrat (JK) antar perlakuan (JK Perlakuan/JKP)

k Py = ni (Yi – Y)2

i=1

k Py = ( Ji2 / ni ) - Ry i=1

21

Ey = Jumlah kuadrat-kuadrat (JK) kekeliruan eksperimen (JK Galat/JKG)

k ni Ey = (Yij - Yi)2

i=1 j=1

Ey = Y2 – Ry – Py Derajat bebas (db) = t – 1 = banyaknya

perlakuan - 1

Tabel Analisis Ragam

22

Sumber Variasi/Sumber Keragaman

Derajat Bebas (db)

Jumlah Kuadrat-kuadrat (JK)

Kuadrat Tengah (KT)

Rata-rata 1 Ry R = Ry

Antar perlakuan k-1 Py P = Py / (k-1)

Kekeliruan eksperimen / Galat

k (ni – 1) i=1

Ey E = Ey/ (ni – 1)

Jumlah/Total k ni i=1

Y2

atau

23

Sumber Variasi/Sumber Keragaman

Derajat Bebas (db)

Jumlah Kuadrat-kuadrat (JK)

Kuadrat Tengah (KT)

Rata-rata 1 JK rata-rata KT rata-rata

Perlakuan)(antar perlakuan

t-1 JKP KTP

Kekeliruan eksperimen / Galat t ( r – 1 ) JKG KTG

Jumlah/Total tr JKT -

24

Keterangan: t = banyaknya perlakuan r = banyaknya ulangan

Model

25

Dengan asumsi dalam analisis ragam bersifat aditif, dan linieritas model, normalitas, independen, dan homogen

Model yang diasumsikan bersifat linier aditif dengan persamaan:

Yij = + i + ij Yij = respon yang dianalisis, berdistribusi normal = rata-rata umum/sebenarnya I = efek perlakuan ke – i ij = kekeliruan berupa efek acak yang berasal

dari unit eksperimen ke-j karena perlakuan ke-i

Fhitung

26

KTP Kuadrat Tengah PerlakuanFhitung = ------- = -------------------------------------- KTG Kuadrat Tengah Galat

Contoh RAL model tetap dengan ulangan yang sama

27

Mahasiswa THP melakukan penelitian tentang pengaruh suhu pengeringan (40, 50, 60, 70, 80, 90C) pada pembuatan effervescent rosella terhadap kadar antosianin (mg/100 g). Perlakuan diulang sebanyak 5 kali dan dilakukan secara acak. Jika data yang diperoleh dibuat dalam tabel berikut, apakah suhu pengeringan berpengaruh terhadap kadar antosianin effervescent rosella?

Data Pengamatan

28

Perlakuan Suhu Pengeringan Total40 50 60 70 80 90

19,4 17,7 17,0 20,7 14,3 17,332,6 24,8 19,4 21,0 14,4 19,427,0 27,9 9,1 20,5 11,8 19,132,1 25,2 11,9 18,8 11,6 16,933,0 24,3 15,8 18,6 14,2 20,8

Jumlah = Yi 144,1 119,9 73,2 99,6 66,3 93,5 596,6

Rata-rata = Yi 28,8 24,0 14,6 19,9 13,3 18,7

keterangan

29

Yij = kadar antosianian effervescent rosella yang dikeringkan pada suhu ke-i, untuk ulangan ke-j

= rata-rata umum/nilai tengah rata-rata kadar antosianin

I = efek suhu pengeringan ke-i ij = kekeliruan berupa efek acak yang berasal

dari perlakuan suhu pengeringan ke-i ulangan ke-j

Asumsi

30

Komponen , i, ij bersifat aditif Nilai i (i = 1, 2,……6) tetap ij timbul secara acak, menyebar secara

normal dengan nilai tengah dan ragam 2 nol

Hipotesis

31

Hipotesis yang akan diuji melalui model analisis ini adalah:

Ho = I = 2 = 3 = ……… 6 = 0 (yang berarti tidak ada pengaruh suhu pengeringan terhadap kadar antosianin)

H1 = minimal ada satu i ≠ 0 (i = 1, 2, ….6) artinya minimum ada satu perlakuan suhu yang memperngaruhi kadar antosianin effervescent rosella

Perhitungan

32

Derajat bebas (db) db total = total banyak pengamatan – 1 = 30-

1 = 29 db perlakuan = total banyaknya perlakuan – 1

= 6-1 = 5 db galat = db total – db perlakuan = 29-5 =

24

Perhitungan Jumlah Kuadrat (JK)

33

Faktor Koreksi (FK/Ry) = J2/rt = (596,6)2/(5)(6) = 11864,38

JK Total (JKT) = Yij

2 – FK = (19,4)2 + (32,6)2 + ….(20,8)2 – 11864,38 = 1129,98

JK Perlakuan (JKP)/Py k = ( Ji2 / ni ) – FK = ((144,1)2 + ……+ (93,5)2) –

11864,38 i=1 5 = 847,05

34

JK Galat (JKG) /Ey = JK Total – JK Perlakuan = 1129,98 – 847, 05 = 282,93

Perhitungan Kuadrat Tengah

35

KT Perlakuan (KTP) = (JK Perlakuan)/(t-1) = 847,05/5 = 169,41

KT Galat (KTG) = (JK Galat)/t(r-1) = 282,93/24 = 11,79

Penentuan F hitung

36

KT Perlakuan 169,41 F hitung = ------------------------ = ----------- =

14,37 KT Galat 11,79

Perhitungan koefisien keragaman (kk) (cv=coefficeint of variance)

37

(Kuadrat Tengah Galat)1/2

kk = --------------------------------- X 100% nilai tengah umum

(11,79)1/2

= ------------- X 100% = 17,26% 19,89

Tabel Analisis Ragam

38

Sumber Keragaman

db JK KT Fhit Ftabel5% 1%

Perlakuan 5 847,05 169,41 14,37** 2,62 3,90Galat 24 282,93 11,79 2,7*Total 29 1129,9

82,6tn

F tabel Nilai F tabel ditentukan melalui Tabel

F dengan menggunakan db perlakuan sebagai f1= v1 = numerator = pembilang dan db galat sebagai f2 = v2 = denominator = penyebut

39

Kaidah Keputusan Jika F hitung lebih besar dari F tabel pada taraf

1% (α=0,01) maka perbedaan di antara nilai tengah/rata-rata perlakuan (atau pengaruh perlakuan) dikatakan sangat nyata (biasanya ditandai dengan **)

Jika F hitung lebih besar dari F tabel pada taraf 5% (α=0,05) maka perbedaan di antara nilai tengah/rata-rata perlakuan (atau pengaruh perlakuan) dikatakan nyata (biasanya ditandai dengan *)

Jika F hitung lebih kecil dari F tabel pada taraf 5% (α=0,05) maka perbedaan di antara nilai tengah/rata-rata perlakuan (atau pengaruh perlakuan) dikatakan tidak nyata (biasanya ditandai dengan tn)

40

Kesimpulan Karena F hitung = 14,37 lebih besar dari F

tabel pada taraf 1%, maka diputuskan untuk MENOLAK H0 yang berarti perbedaan di antara perlakuan sangat nyata

Rata-rata sesungguhnya dari keenam taraf faktor/perlakuan tidak sama

41

Koefisien Keragaman Nilai koefisien keragaman menunjukkan

derajat ketepatan suatu percobaan tertentu Merupakan indeks keterandalan bagi suatu

percobaan Semakin besar koefisien keragaman maka

keterandalan percobaan rendah Sebaiknya diusahakan koefisien keragaman

tidak lebih dari 20%

42

MODEL DALAM RALModel Tetap (Model I) Model ini mempunyai hipotesis nol (H0) bahwa

tidak terdapat perbedaan di antara efek-efek k buah perlakuan yang terdapat dalam eksperimen

Model Acak (Model II) Model ini mempunyai hipotesis nol (H0) bahwa

tidak terdapat perbedaan di antara efek-efek semua perlakuan dalam populasi dimana sampel telah diambil sebanyak k perlakuan

43

Pengujian dan Perbedaan Pengujian untuk model acak sama dengan

model tetap seperti telah dijelaskan Perbedaan terdapat pada kesimpulan yang

dibuat Model tetap hanya berlaku untuk k buah

perlakuan yang terdapat dalam eksperimen Model acak berlaku untuk POPULASI perlakuan

berdasarkan sampel yang diberi k buah perlakuan yang diambil dari populasi tersebut

44

CONTOHModel Tetap Seperti contoh perlakuan suhu pengeringan

effervescent rosella

Model Acak Empat jenis protein diberikan pada tikus putih strain

Wistar untuk mengetahui pengaruhnya terhadap PER/pertambahan berat badan. Untuk itu tersedia 24 ekor tikus, yang dibagi kedalam empat kelompok masing-masing 6 ekor. Kelompok 1 diberi protein daun kelor, Kelompok II diberi protein tempe kacang, Kelompok III diberi protein bungkil kacang tanah, dan Kelompok IV diberi protein tahu

45

CONTOH MODEL ACAKULANGAN TIDAK SAMA Empat jenis protein diberikan pada tikus putih

strain Wistar untuk mengetahui pengaruhnya terhadap pertambahan berat badan selama pemberian pakan 28 hari. Untuk itu tersedia 18 ekor tikus, yang dibagi kedalam empat kelompok. Kelompok 1 terdiri dari 5 ekor diberi protein daun kelor, Kelompok II terdiri dari 5 diberi protein tempe, Kelompok III terdiri dari empat ekor diberi protein oncom, dan Kelompok IV terdiri dari empat diberi protein tahu

46

Data PengamatanJenis Protein Jumlah

Kelor Tempe Oncom Tahu

Pertambahan berat badan (g)

12 14 6 920 15 16 1423 10 16 1810 19 20 1917 22

Jumlah 82 80 58 60 280Banyak pengamatan 5 5 4 4 18Rata-rata 16,4 16,0 14,5 15,0 15,56

47

ModelYij = + i + ij

Yij = pertambahan berat badan yang diberi perlakuan protein ke-i, untuk tikus ke-j

= rata-rata umum/nilai tengah rata-rata pertambahan berat badan

I = efek jenis protein ke-i ij = kekeliruan berupa efek acak yang

berasal dari jenis protein ke-i untuk tikus ke-j

48

Hipotesis H0 = i ; i = 1, 2, 3, 4 dengan i = 0 Yang berarti tidak ada perbedaan jenis

protein terhadap pertambahan berat badan tikus percobaan yang diambil secara acak

49

Analisis Ragam FK = Ry = (280)2/18 = 4.355,56

822 802 582 602

JKP = Py = ---- + ---- + ---- + ---- - 4.355,56 = 10,24

5 5 4 4

JKT = Y2 = 122 + 202 + ……….. + 182 + 192 = 4.738

JKG = Ey = 4.738 – 4.355,56 – 10,24 = 372,20

50

Tabel Analisis ragam (Anova)

Sumber keragaman

db JK KT Fhit F tabel5% 1%

Rata-rata 1 4.355,56 4.355,56 0,128 3,34 5,56

Perlakuan jenis protein

3 10,24 3,41

Galat 14 372,20 26,59Jumlah 18 4.738

51

derajad bebas (db) galat didapatkan dengan rumus: db galat = ∑(ni-1)= (5-1)+(5-1)+(4-1)+(4-1)= 14 

52

Sumber keragaman

db JK KT Fhit F tabel5% 1%

Perlakuan jenis protein

3 10,24 3,41 0,128 3,34 5,56

Galat 14 372,20 26,59Jumlah 17 4.738

F hitung KT Perlakuan 3,41 F hitung = ------------------------ = ----------- =

0,128 KT Galat 26,59

53

Kesimpulan Hipotesis nol diterima Keempat jenis protein tidak memberikan

perbedaan pertambahan berat badan Atau keempat jenis protein pengaruhnya

sama saja terhadap pertambahan berat badan

54

Tugas : perlakuan berbagai cara ekstraksi terhadap efisiensi ekstraksi

55

Perlakuan I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Ulangan 1 58,1 50,6 49,8 61,1 63,9 53,9 55,9 57,1 58,4 62,8 56,5 60,5

2 57,9 49,7 50,4 60,9 63,5 54,8 55,2 56,4 57,8 62,3 57,6 60,9

56

Perlakuan

UlanganTotal RerataI II III

W1 59,766 56,273 50,104 166,143 55,381W2 60,744 69,118 53,940 183,802 61,267W3 63,642 60,556 60,008 184,206 61,402W4 62,687 68,871 64,060 195,618 65,206W5 77,403 65,886 58,825 202,114 67,371W6 63,365 64,059 60,771 188,195 62,732W7 60,321 56,245 52,335 168,901 56,300

Total 447,928 441,007 400,0441288,97

9 429,660

Mahasiswa melakukan penelitian pengaruh metode ektraksi terhadap efisiensi ekstraksi protein. Metode yang diuji meliputi 5 metode yaitu: Metode A (suhu 30C, tanpa direndam), B (suhu 30C, dgn perendaman air), C (suhu 30C, direndam pada larutan basa), D (suhu 50C, perendaman air), E (suhu 50C direndam pada larutan garam). Rancangan penelitian apa yang saudara gunakan

57

dataulang

an A B C D E1 75,1 76,4 73,2 77,1 77,22 72,3 77,1 76,2 76,3 76,63 74,3 75,5 75,1 75,7 77,24 72,5 73,6 72,5 78,2 77,7

58

Bagaimana kesimpulan penelitian..tugas yo

SK DB JK KT F-HIT NOTASI

F-TABEL

5%Perlakuan 4 39,793 9,948 5,892 * 3,010

Galat 15 25,325 1,688Total 19 65,118

59

60

rerata notasi73,55 a74,25 ab75,65 bc76,83 c77,18 c