BAB I PENDAHULUAN
1.4 Manfaat
Manfaat yang diharapkan dari tugas akhir ini adalah : A. Bagi Universitas Sanata Dharma :
1. Simulator Pesawat Sinar-X Radiografi Otomatis dapat menjadi bahan ajar dalam perkuliahan.
2. Menjadi tolak ukur sejauh mana ilmu yang telah di dapat dan di serap selama perkuliahan.
B. Bagi mahasiswa :
1. Menjadi sarana mahasiswa dalam mengimplementasikan ilmu yang di dapat selama perkuliahan.
2. Menjadi sarana mahasiswa untuk mengasah keterampilan dan kreativitas serta cara berpikir kritis dalam menyelesaikan permasalahan yang ada.
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 4
BAB II
LANDASAN TEORI 2.1 Sinar-X
Sinar adalah suatu bentuk radiasi elektromagnetik. Pada susunan range panjang gelombang, sinar muncul sebagai suatu sinar tampak dan yang lain muncul sebagai sinar yang tidak dapat dilihat, seperti sinar-x dan sinar ultraviolet.
Sinar-x memiliki panjang gelombang 0,01-10 nanometer.
Sumber: https://www.japcc.org/electronic-warfare-the-forgotten-discipline/
Sinar-x dapat dibangkitkan dengan menghubungkan 2 elektroda tabung pesawat sinar-x yakni anoda dan katoda ke sumber tegangan tinggi. Elektron yang terdekat dengan anoda akan langsung ditarik ke anoda sehingga terjadi hole. Hole ini akan diisi oleh elektron berikutnya. Tempat yang ditinggalkan elektron, akan menjadi hole lagi dan terjadi pengisian lagi oleh elektron berikutnya. Begitu seterusnya sehingga akan terjadi estafet elektron dan terjadilah rangkaian tertutup dan terjadilah arus elektron yang berkebalikan dengan arus listrik yang kemudian disebut arus tabung. Pada saat yang bersamaan, elektron-elektron yang ditarik ke anoda tersebut akan menabrak anoda dan ditahan. Jika tabrakan elektron tersebut tepat di inti atom disebut peristiwa Breamstrahlung dan apabila elektron
Gambar 2.1. Spektrum Cahaya
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 5
menabrak kulit K atom lain, maka peristiwa ini disebut K Karakteristik. Besar energi yang dihasilkan akibat peristiwa tabrakan elektron ini adalah 99% panas dan 1% sinar-x.
Gambar 2.2. Konfigurasi Elektron
Sumber: https://www.siswapedia.com/konfigurasi-elektron/
Gambar 2.3. Gambar Ilustrasi Bagian Dalam Tabung Sinar-X Sumber: https://www.youtube.com/watch?v=IsaTx5-KLT8
Sinar-x dapat digunakan untuk keperluan diagnosa penyakit dan terapi, dikarenakan sinar ini memiliki sifat-sifat khusus, antara lain :
a) Daya tembus : Sinar-x bisa menembus bahan atau massa yang padat seperti tulang dan gigi. Semakin tinggi tegangan tabung yang digunakan, maka daya tembus akan semakin besar. Semakin rendah tingkat kepadatan suatu benda, maka semakin besar daya tembusnya.
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 6
b) Efek fotografik : Sinar-x dapat menghitamkan emulsi film (emulsi AgBR) setelah diproses secara kimiawi.
c) Ionisasi : Efek primer sinar-x adalah apabila mengenai suatu bahan atau suatu zat akan menimbulkan ionisasi dari partikel bahan atau zat tersebut.
d) Fluorescence : Sinar-x menyebabkan bahan tertentu seperti kalsium tungstat atau zinc-sulfid memendarkan cahaya (iluminasi) bila bahan tersebut terkena sinar-x.
e) Penyerapan : Sinar-x akan diserap oleh bahan atau zat yg dilaluinya sesuai dengan berat atom atau kepadatan bahan atau zat tersebut. Makin tinggi berat atom atau tingkat kepadatan zat yang dilaluinya maka makin besar pula penyerapannya.
f) Pertebaran : Apabila berkas sinar-x melewati suatu bahan, maka berkas sinar-x akan bertebaran ke segala arah, sehingga menimbulkan radiasi hambur pada bahan atau zat yang dilewati.
g) Efek Biologi : Sinar-x dapat menimbulkan perubahan-perubahan biologi pada jaringan. Perubahan inilah yang digunakan dalam radioterapi.
2.2 Hukum Ohm
Hukum ohm merupakan hasil percobaan laboratorium dari George Simon Ohm yang bertujuan untuk mengetahui hubungan antara kuat arus dan tegangan serta digunakan untuk menentukan besarnya suatu hambatan beban listrik tanpa menggunakan ohm meter. Hukum ini berbunyi : “Besarnya arus listrik yang mengalir pada sebuah penghantar atau konduktor, akan berbanding lurus dengan besarnya beda potensial atau tegangan yang diterapkan kepadanya, dan berbanding terbalik dengan hambatannya.” Secara matematis hukum ohm dapat dituliskan V= I x R, dengan V adalah beda potensial, I adalah kuat arus, dan R adalah hambatan. Kesimpulan dari hukum ini adalah semakin besar tegangan atau beda potensial yang diberikan, maka akan semakin besar pula kuat arus yang
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 7
mengalir. Sementara itu, besar kecilnya hambatan hanya akan dipengaruhi oleh panjang penampang, luas penampang, dan hambatan jenis bahan.
2.3 Rangkaian Transformator Tegangan Tinggi
Rangkaian ini biasa disebut dengan rangkaian HTT (High Tension Transformer). Terdiri dari sebuah transformator step up yang akan menaikkan tegangan yang berasal dari autotransformator untuk menciptakan tegangan tinggi.
Kemudian, tegangan tinggi tesebut akan disearahkan. Pada pesawat sinar-x, tegangan tinggi difungsikan untuk memberi beda potensial antara anoda dan katoda sehingga nantinya elektron dapat terlepas dari katoda menuju anoda.
2.4 Rangkaian Pemanas Filamen
Filamen merupakan sumber elektron dan berfungsi sebagai katoda.
Rangkaian pemanas filamen berfungsi untuk memberikan catu daya dan mengatur besar arus pemanas filamen agar terjadi “thermionic emission” atau terlepasnya elektron dari ikatan atomnya bisa dikendalikan, sehingga jumlah elektron – elektron bebas yang dihasilkan pada filamen tabung rontgen bisa dikontrol. Pada simulator pesawat sinar-x, rangkaian pemanas filamen terdiri dari sebuah transformator step down.
Sumber: https://www.youtube.com/watch?v=IsaTx5-KLT8 Gambar 2. 4. Terlepasnya Elektron dari
Filamen Katoda
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 8
2.5 Kolimator
Pada pesawat sinar-x, kolimator adalah alat untuk membatasi luas lapangan penyinaran sinar-x yang akan dikenakan pada objek penyinaran (pasien).
Karena sinar-x berbahaya, maka luas lapangan objek dibatasi untuk yang diperlukan saja. Selain untuk meminimalisir bahaya radiasi, juga untuk mendapatkan mutu gambar yang optimal.
2.6 mA dan Waktu
Arus dan waktu merupakan perkalian arus listrik (mA) dan waktu ekspos (s), dimana besaran arus akan berpengaruh pada kuantitas radiasi atau sinar-x yang dihasilkan. Dengan kata lain, nilai arus (mA) yang digunkaan adalah jumlah radiasi yang akan di terima oleh tubuh.
Pada dasarnya, pemilihan arus tabung akan menggunakan mA paling tinggi yang dapat di capai oleh pesawat agar waktu ekspos menjadi lebih singkat sehingga dapat mencegah kekaburan pada gambar yang disebabkan oleh pergerakan.
2.7 Teori Dasar Komponen 2.7.1 Autotransformator
Autotransformator adalah transformator listrik yang hanya memiliki satu lilitan berlanjut, dimana lilitan primer sekaligus menjadi lilitan sekunder. Autotransformator memiliki prinsip kerja dengan menggunakan pembagi tegangan dan hanya memiliki satu buah kumparan yang selalu terhubung tanpa terputus.
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 9
Gambar 2.5. Autotransformator
2.7.2 Transformator
Transformator merupakan suatu alat yang berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan tegangan AC. Transformator yang berfungsi menaikkan tegangan disebut transformator step up, sedangkan transformator yang berfungsi untuk menurunkan tegangan disebut transformator step down. Transformator terdiri dari kumparan primer dan kumparan sekunder. Kedua kumparan tersebut tidak terhubung secara listrik namun secara magnetik. Pada alat simulator ini menggunakan transformator step down yang diaplikasikan pada rangkaian pemanas filamen.
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 10
Gambar 2.6. Transformator 3A
2.7.3 Arduino ATMega 2560
Arduino ATMega 2650 merupakan salah satu papan sirkuit dengan chip microcontroller Atmega 2560 dan memiliki jumlah pin paling banyak diantara semua jenis Arduino lainnya. Arduino Mega memiliki kapasitas memori yang lebih besar dibandingkan Arduino jenis lain sehingga cocok digunakan untuk project yang menggunakan banyak modul sekaligus.
Tabel 2.1. Spesifikasi Arduino ATMega 2560 :
Spesifikasi Keterangan
Tegangan Operasional
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 11
Arus Pin Digital Arus Pin 3,3 V Memori Flash SRAM
EEPROM Clock Speeed Panjang Lebar Berat
untuk bootloader) 8 KB
4 KB 16 Mhz 10,1 cm 5,3 cm 37 gram
Gambar 2.7 Arduino Mega 2560 Tampak Depan Sumber :
https://shopee.co.id/Arduino-Mega-ATmega-2560-i.149341252.2277520360
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 12
Gambar 2.8. Arduino Mega 2560 Tampak Belakang Sumber :
https://henduino.github.io/library/board/mengenal-arduino-mega2560/
Gambar 2. 9. Keterangan Pin Arduino Mega
Sumber : https://www.aldyrazor.com/2020/05/arduino-mega-2560-adalah.html
2.7.4 LCD Karakter 20x4
LCD atau Liquid Crystal Display adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi untuk menampilkan suatu data, baik karakter, huruf, ataupun grafik. Tampilan LCD sudah tersedia dalam bentuk modul yaitu LCD beserta rangkaian pendukungnya.
Penggunaan modul LCD sering digabungkan dengan microcontroller
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 13
karena terdapat pin data, kontrol catu daya, dan pengatur kontras tampilan.
Maksud dari LCD 20x4 adalah LCD memiliki 20 kolom atau karakter dan 4 baris. Dengan menggunakan LCD 20x4 dapat menampilkan lebih banyak karakter yang dibutuhkan.
Gambar 2.10. Tampilan LCD 20x4 Sumber :
http://indomaker.com/index.php/2019/12/16/menggunakan-lcd-20x4-2004-i2c-pada-arduino/
2.7.5 Modul I2C
Modul I2C atau Inter Integrated Circuit adalah standar komunikasi serial dua arah menggunakan dua saluran yang di desain khusus untuk mengirim maupun menerima data. Sistem I2C terdiri dari saluran SCL (Serial Clock) dan SDA (Serial Data) yang membawa informasi data antara I2C dengan pengontrolnya.
Gambar 2.11. Gambar Keterangan Pin I2C Sumber : https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/interfacing-16x2-lcd-with-esp32-using-i2c
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 14
2.7.6 Modul Relay
Modul Relay merupakan salah satu aplikasi yang menggunakan microcontroller, raspberry, dan sistem kontrol lainnya yang
melibatkan penggunaan arus listrik berkapasitas besar atau untuk memudahkan mengontrol tegangan AC dengan menggunakan tegangan DC. Modul Relay memiliki beberapa macam dengan jumlah channel yang berbeda, yaitu 1-32 channel. Pada pengerjaan tugas akhir ini hanya menggunakan modul relay dengan 1 dan 2 channel.
Gambar 2.12. Modul Relay 1 Channel.
Sumber : https://www.aldyrazor.com/2020/05/modul-relay-arduino.html
Gambar 2.13. Gambar Modul Relay 2 Channel.
Sumber : https://components101.com/switches/5v-dual-channel-relay-module-pinout-features-applications-working-datasheet
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 15
2.7.7 Sensor ACS712
Sensor ACS712 adalah sensor arus yang bekerja berdasarkan efek medan. Sensor ini digunakan untuk mengukur arus AC atau DC dan dilengkapi dengan rangkaian penguat operasional, sehingga sensitivitas pengukuran arusnya meningkat dan dapat mengukur perubahan arus yang kecil.
Cara kerjanya adalah sebagai berikut, arus yang dibaca mengalir melalui kabel tembaga yang terdapat didalamnya yang menghasilkan medan magnet yang di tangkap oleh IC medan terintegrasi dan diubah menjadi tegangan proporsional. Ketelitian dalam pembacaan sensor dioptimalkan dengan cara pemasangan komponen yang ada di dalamnya antara penghantar yang menghasilkan medan magnet dengan tranducer medan secara berdekatan.
Gambar 2.14. Gambar Modul Sensor ACS712
Sumber : https://www.nyebarilmu.com/tutorial-arduino-mengakses-sensor-arus/
2.7.8 Resistor
Resistor merupakan salah satu komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika. Resistansi Resistor atau Satuan Hambatan adalah OHM/R (Ω).
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 16
Gambar 2.15. Simbol dan bentuk resistor
Sumber : https://teknikelektronika.com/pengertian-resistor-jenis-jenis-resistor/
Pada rangkaian alat Simulator ini menggunakan resistor Carbon Film Resistor dengan nilai resistansi sebesar 1K ohm/0,5 Watt dan resistor Keramik dengan resistansi 68 Ω, 100 Ω, dan 220 Ω/10 Watt.
Gambar 2. 16. Resistor 1K ohm/0,5 Watt
Sumber : https://shopee.co.id/Resistor-1K-ohm-0.5-W-1-2-W-5-pcs-i.50619982.3347334625
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 17
Gambar 2.17. Gambar resistor 10 Watt Sumber : google.com
2.7.9 Button
Push Button merupakan suatu komponen yang berfungsi untuk memutus dan menyambungkan arus listrik. Biasanya push button digunakan untuk memicu jalannya suatu perangkat output seperti relay, buzzer, LED, timer, ataupun yang lainnya.
Prinsip kerja dasar nya sebagai berikut, pemutus dan penyambung aliran listrik, namun tak bersifat mengunci sehingga akan kembali ke posisi semula saat selesai ditekan.
Gambar 2.18. Push Button
Sumber : https://omouxtis.com/en/product/ds-212-momentary-off-on-16mm-push-button-switch/
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 18
2.7.10 Lampu Bohlam Kecil
Lampu bohlam kecil dengan tegangan 12VAC/DC dan 24AC/DC digunakan sebagai output dari suatu rangkaian atau sistem untuk menandakan suatu rangakian atau sistem dapat berjalan.
Gambar 2.19. Gambar lampu bohlam kecil Sumber : https://id.aliexpress.com/i/32857411512.html
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 19
BAB III PERANCANGAN
3.1 Deskripsi Sistem
Simulator pesawat sinar-x ini dibuat untuk mempermudah pembelajaran dalam memahami bagaimana cara kerja pesawat sinar-x. Sistem ini menggunakan autotransformator sebagai komponen utamanya, serta dilengkapi sensor arus untuk menampilkan arus yang akan digunakan. Alat ini dilengkapi juga dengan beberapa push button yaitu push button ready, push button expose, push button reset, serta push button pemilihan mA dan timer.
Simulator pesawat sinar-x terdapat tiga pemilihan mA, untuk mengubah pengaturannya dengan cara menekan push button up dan down mA dan dilanjutkan dengan mengatur lama waktu expose. Pengaturan mA dan waktu yang telah diatur akan tertampil pada LCD. Selajutnya, untuk memulai proses expose maka harus menekan push button ready terlebih dahulu, karena jika tidak maka push button expose tidak akan bekerja. Saat push button ready ditekan, maka lampu kolimator akan menyala sekitar 5 detik lalu dan dilanjutkan dengan lampu filamen akan menyala dan ketika dilanjutkan dengan menekan push button expose, maka lampu sinar-x akan menyala dan dalam waktu tertentu sesuai dengan waktu yang telah diatur maka lampu akan mati secara otomatis secara bersamaan.
3.2 Blok Diagram
Blok diagram simulator yang dibuat diberikan seperti pada gambar di bawah. Komponen autotransformator yang telah dihubungkan dengan voltage regulator variabel 13 VAC berfungsi untuk mendistribusikan tegangan ke relay mA, relay kV, dan relay kolimator. Lalu masing-masing komponen ini terhubung dengan microcontroller yang telah diprogram sehingga dapat mengatur sistem agar dapat berjalan dengan baik, namun sebelumnya microcontroller ini harus
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 20
mendapatkan tegangan terlebih dahulu dari catu daya (power supply) yang terhubung dengan tegangan 220 VAC. Simulator ini menggunakan transformator tegangan tinggi yang berfungsi untuk menaikkan tegangan dengan perbandingan tegangan 1:7 dan transformator step down dengan perbandingan tegangan 3:1.
Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem
Relay mA berfungsi untuk mengatur terang redupnya lampu AC sebagai indikator (pengganti filamen), sedangkan relay kV berfungsi untuk mengatur terang redupnya lampu DC sebagai indikator (pengganti sinar x) sebelum masuk pada transformator. Setelahnya, terdapat rangkaian penyearah yang digunakan untuk menyearahkan sinyal dari AC transformator step up menjadi sinyal DC untuk kemudian digunakan ke output lampu indikator, mengingat lampu indikator yang digunakan pada output relay kV adalah lampu DC.
Pada simulator ini terdapat pula lampu indikator kolimator yang berfungsi untuk membatasi luas lapang penyinaran lampu yang akan dikenakan pada objek.
Lampu indikator kolimator ini diatur menggunakan sebuah komponen relay yang berfungsi sebagai saklar.
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 21
3.3 Perancangan Mekanik
Kotak alat berbentuk balok dengan ukuran (30x26x15) cm3. Pada bagian atas terdapat button, LCD, voltmeter digital, dan lampu indikator, sementara di sisi samping kanan terdapat fuse dan 2 colokkan, yaitu tegangan 220VAC dan 13 VAC. Pada bagian dalam kotak terdapat berbagai macam komponen dan rangkaian yang digunakan, antara lain autotransformator, transformator, modul relay, microcontroller, power supply, dan rangkaian penyearah, rangkaian resistor, serta rangkaian button.
Gambar 3.2. Perancangan Mekanik Alat
3.4 Perancangan Elektronika 3.4.1 Autotransformator
Autotransformator berfungsi untuk mendistribusikan tegangan ke seluruh rangkaian. Beberapa tegangan output AC yang dihasilkan yaitu 4V, 5V, 6V, 7V, 8V, 9V, 10V, dan 24V. Tegangan input autotransformator diambil dari output slide regulator dengan besar tegangan 13VAC.
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 22
Gambar 3.3. Skema Autotransformator Sumber : Dokumentasi Tugas Akhir Sebelumnya
3.4.2 Rangkaian VCC dan GND Pusat
Rangkaian ini digunakan sebagai konektor dari tegangan 5V dan GND Arduino yang terhubung dengan komponen-komponen lain yang membutuhkannya.
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 23
Gambar 3.4. ISIS Rangkaian VCC dan GND
Gambar 3.5. ARES Rangkaian VCC dan GND
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 24
Gambar 3.6. 3D Rangkaian VCC dan GND
3.4.3 Rangkaian COM Relay mA
Rangkaian ini digunakan sebagai konektor dari COM modul relay yang terhubung dengan trafo step down.
Gambar 3.7. ISIS Rangkaian COM Relay mA
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 25
Gambar 3.8. ARES Rangkaian COM Relay mA
Gambar 3.9. 3D Rangkaian COM Relay mA
3.4.4 Rangkaian Resistor Selektor mA
Rangkaian resistor seektor mA mendapat sumber tegangan dari autotransformator sebesar 24VAC. Rangkaian selektor ini berfungsi untuk mengatur berapa besar arus yang akan mengalir ke lampu filamen.
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 26
Gambar 3.10. ISIS Rangkaian Resistor mA
Gambar 3.11. ARES Rangkaian Resistor mA
Gambar 3.12. 3D Rangkaian Resistor mA
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 27
3.4.5 Rangkaian Button
Rangkaian button digunakan sebagai komponen pengatur atau pemilihan pada mA dan timer yang terhubung pada microcontroller.
Gambar 3.13. ISIS Rangkaian Button
Gambar 3.14. ARES Rangkaian Button
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 28
Gambar 3.15. 3D Rangkaian Button
3.5 Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan program kontrol ini dibuat untuk mengendalikan relay, push button, LCD, dan sensor ACS712. Pada bagian awal program terdapat proses inisialisasi pin input yang akan digunakan dalam sistem, selanjutnya sistem akan mulai bekerja sesuai dengan perintah dari program yang telah dirancang dalam software Arduino IDE.
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 29
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 30
Gambar 3.16. Diagram Alir Sistem
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 31
BAB IV
IMPLEMENTASI dan PEMBAHASAN
4.1 Alat dan Bahan
Pada pembuatan Tugas Akhir Simulator X-Ray, menggunakan beberapa peralatan dan bahan, berikut diantaranya:
4.1.1 Alat
Tabel 4. 1. Alat yang Digunakan - Variabel Regulator
- Bor duduk
Tabel 4.2. Bahan yang Digunakan
Nama Bahan Jumlah (buah)
- Arduino Mega 2560 - Voltmeter Digital - Push Button
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 32
- Lampu Bayonet 24 V - Resistor 1K/0,5 Watt - Resistor 68R/10 Watt - Resistor 100R/10 Watt - Resistor 220R/10 Watt - Terminal Block 12 pin - Terminal Block 4 pin - Terminal Block 3 pin - Terminal Block 2 pin - Jumper Male-Female - Jumper Male-Male - Kabel Jumper Tunggal - Power Supply
4.2 Implementasi Mekanik
Desain dalam pembuatan simulator pesawat sinar-x dibuat menggunakan software Microsoft Word. Case yang digunakan pada alat terbuat dari bahan akrilik dengan ketebalan 3 mm dan 8 mm.
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 33
Gambar 4.1. Proses Pemasangan Komponen pada Kotak Alat
Gambar 4.2. Simulator Pesawat Sinar-X
4.3 Implementasi Elektronika 4.3.1 Autotransformator
Komponen utama dari tugas akhir ini adalah autotransformator.
Autotransformator yang digunakan dibuat secara manual dengan membandingkan resistansi kawat email. Autotransformator ini berfungsi untuk mendistribusikan tegangan yang akan digunakan untuk mensupply tegangan ke seluruh rangkaian. Pada autotransformator ini
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 34
terdapat 9 output, dimana 7 output digunakan untuk pengaturan kV, 1 output digunakan untuk mensupply mA, dan 1 output digunakan untuk mensupply lampu kolimator. Tegangan output dari autotransformator akan dihubungkan pada masing – masing modul relay, yaitu modul relay kV, modul relay mA, dan modul relay kolimator.
Gambar 4.3. Autotransformator Sumber : dokumentasi Tugas Akhir Sebelumnya
4.3.2 Rangkaian Resistor Selektor mA
Rangkaian resistor selektor mA berfungsi untuk mengatur berapa besar arus yang akan digunakan oleh filamen. Terdapat 3 pengaturan mA, yaitu 210 mA, 199 mA dan 171 mA. Hasil pengukuran arus lampu tanpa resistor dengan tegangan input 24VAC adalah sebesar: 0,29A.
Berdasarkan hasil pengukuran tersebut, ditentukan arus selector yang akan digunakan yaitu: 0,1 A, 0,2 A, dan 0,3 A.
Mengacu pada hukum Ω (V=I.R), untuk mencapai arus tersebut maka digunakan resistor dengan besar resistansi sebagai berikut:
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 35
R1 = 24
0,1 = 240 Ω R2 = 24
0,2 = 120 Ω R3 = 24
0,3 = 96 Ω
Setelah ditemukan resistansi yang akan digunakan, dilakukan perhitungan untuk menentukan besarnya daya resistor yang akan digunakan. Berdasarkan rumus P=V.I dengan tegangan input yang digunakan 24VAC sehingga dihasilkan daya sebagai berikut:
P = 24V * 0,29A = 6,96 watt
Namun, pada saat proses pembelian, tidak ditemukan resistor dengan resistansi dan daya resistor sesuai perhitungan di atas. Sehingga resistansi dan daya yang digunakan adalah yang mendekati yaitu 68 Ω, 100 Ω, dan 220 Ω dengan daya 10 watt.
Gambar 4.4. Rangkaian Resistor Selektor mA
4.3.3 Rangkaian Relay mA
Rangkaian Relay mA merupakan rangkaian yang digunakan sebagai saklar atau switch untuk mengatur pemilihan mA yang akan di pilih sehingga arus yang dikeluarkan sesuai dengan mA yang diatur.
Laporan Tugas Akhir 2021
Teknologi Elektromedis, Fakultas Vokasi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 36
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 36