3) Control Palette
2.5 Perancangan Perangkat Lunak
digunakan sebagai ON/OFF dari X-Ray dan relay 2 sebagai ekspose dari sinar X. Rangkaian X-Ray ini adalah sebagai berikut:
Gambar 3.8 Gambar Skematik dan Ares rangkaian kontrol X-Ray
2.5 Perancangan Perangkat Lunak
Sistem perancangan dari perangkat lunak ini yaitu dari segi pembuatan mainboard. Karena masing masing rangkaian ini dikontrol menggunakan mikrokontroller yang deprogram
29
menggunakan Arduino IDE, maka diperlukan adanya mainboard ini. Sistem elektronika ini dibuat secara terpisah agar mempermudah teknisi dalam menemukan dan memecahkan masalah dari kerusakan yang terjadi pada alat. Setelah memperhitungkan sisi mainboard, hasil dari penerapan elektronika ini akan dikontrol oleh labview mulai dari menampilkan hasil pengambilan gambar detector yang ditampilkan pada labVIEW, dari actuator pneumatik juga dikontrol naik turunnya menggunakan labview. Kemudian pada system pengontrol X-Ray juga dikontrol oleh lavbview mulai dari ON, OFF, Expose, pengambilan dark dan juga gain, serta pengaturan correction dari hasil expose yang diambil. Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai perancangan perangkat lunak, dapat dilihat pada laporan “Perancangan Perangkat Lunak Kontrol Mammografi menggunakan LabVIEW”
30
Gambar 3.9 Gambar Skematik dan Ares rangkaian Mainboard
Berdasarkan gambar 3.10 menjelaskan diagram alir dari hasil implementasi LabVIEW pada alat mammografi
31
Gambar 3.10 Gambar blok diagram flowchart LabVIEW Berdasarkan
Gambar 3.11 menjelaskan diagram alir dari Arduino IDE pada alat mammografi
32
Gambar 3.11 Gambar blok diagram flowchart Arduino IDE
32 BAB IV
IMPLEMENTASI DAN PEMBAHASAN
Pada bab implementasi dan pembahasan ini akan dijelaskan bagaimana hasil pengimplementasian dari sistem mekanik, elektronik, dan perangkat lunak (software) 4.1 Implementasi Mekanik
Sistem yang dibuat adalah sitem mekanik naik dan turun, sistem rotasi, dan perhitungan ergonomis yang disesuaikan pada posisi duduk. Berikut adalah implementasi rangka dapat dilihat pada gambar 4.1
Gambar 4. 1 Rangka Mamografi
Rangka mammografi pada gambar tersebut menggunakan bahan utama besi kanal U yang berbentuk H seperti pada gambar 3.5 dengan kode warna merah, lalu dibuat rangka tambahan menggunakan besi siku.
4.1.1 Membuat sistem rotasi
Sistem rotasi seperti pada gambar 4.2 menggunakan bearing yang telah disediakan oleh perusahaan.
33
Gambar 4. 2 Gambar Bearing untuk
Gambar 4. 3 Sistem rotasi yang menempel pada sistem naik turun
Pada bearing ini terdapat as setebal 50mm yang nantinya akan di las dan menepel pada bagian C. sedangkan rumah bearing menempel pada box sistem naik turun. Sistem rotasi dapat dilihat pada gambar 4. Untuk pengunci sistem rotasi, digunakan solenoid yang pada awalnya solenoid tersebut memiliki sistem kerja Ketika ada tegangan maka batang besi akan tertarik dan pengunci akan aktif. Oleh sebab itu kami memodifikasi agar sistem solenoid dapat kami gunakan.
Gambar 4.4 gambar modifikasi solenoid
34 4.1.2 Membuat sistem naik turun
Sistem naik turun menggunakan 4 buar rel sbr 12 yang di pasang pada setiap sisi box yang telah di pasang besi siku. Box ini menggunakan bahan besi siku dan didalam box terdapat rumah bearing.
Gambar 4.5 Gambar pembuatan system naik turun
Box ini memilik berat kurang lebih 15Kg atau sekitar 150N. Sehingga pneumatic masih mampu menopang berat dari box tersebut.
4.1.3 Membuat bagian C
Sebelum memulai pembuatan, kami baru mengetahui apabila jarak yang seharusnya antara detektor dan tabung sinar X adalah 300-400mm, sehingga kami melakukan perubahan pengukuran pada besi kanal U.
Langkah awal yang dilakukan untuk membuat bagian C adalah pengukuran sesuai dengan bahan yang telah disediakan. Pada bahan tersebut, terdapat 3 buah
35
lubang tempat baut dan akan kami manfaatkan sebagai tempat untuk memasang penopang tabung sinar X. keuntungan 3 lubang ini juga mempermudah pembuatan karena pada dasarnya diperlukan 2 kondisi jarak antara tabung sinar X dan detektor yakni 300 dan 400 mm menyesuaikan dengan kebutuhan user.
Gambar 4.6 Gambar pembuatan C
Spesifikasi bahan yang kami gunakan untuk pembuatan rangka bagian C adalah menggunakan bahan Kanal U dengan lebar 80mm dan ketebalan 5mm, penopang untuk tabung X ray dan detektor menggunkan besi hollow 3x3cm dengan ketebalan 2mm.
Gambar 4.7 Gambar C alat
36
Pada gambar 4.7 detektor dipasang dengan cara memberi kupingan pada kedua sisi kanan kiri detektor sehingga bisa digantungkan pada bagian penopang detektor. Dan pada bagian atas sebagai pengganti sinar X menggunakan lampu dengan daya 25 watt.
4.1.4 Penempatan Limit Switch
Fungsi limit switch adalah sebagai pembatas dengan tujuan agar box linear tijak terlalu tunggi atau terlalu rendah saayt terjadi kesalahan pada user. Oleh sebab itu limit switch ditempatkan pada ujung rel bagian atas dan bagian bawah. Ketika mencapai batas atas, atau batas bawah maka rel limit switch akan memutus aliran listrik
Gambar 4.8 Gambar penempatan limit switch 4.1.5 Penekan Objek
Pada penekan objek dibuat menggunakan linear bearing 8mm sebagai rangka penopang yang menepel pada bagian C.
Gambar 4.9 Gambar linear bearing rel penekan objek
Untuk penekan objek menggunakan akrilik bening yang dibentuk U dan sebagai penghubung menggunakan besi alumunium yang disesuaikan ukurannya.
37
Gambar 4. 10 Penekan Objek (Compression Paddle)
4.2 Implementasi Elektronik
Rancangan elektronika pada bab 3 ini sudah selesai dikerjakan. Terdapat 3 rangkaian elektronika, yaitu rangkaian driver kontrol pneumatic, rangkaian driver kontrol solenoid, dan rangkaian driver kontrol sinar x yang akan dijadikan 1 menjadi rangkaian mainboard, serta proses pembuatan board . Berikut merupakan penjelasan mengenai implementasi elektronika :
4.2.1 Proses pembuatan
✔ Mencetak hasil perancangan yang telah disimpan dalam bentuk file pdf sebagai berikut :
Gambar 4.11 Gambar rancangan Mainboard
38
Gambar 4.12 Gambar rancangan Pneumatik
Gambar 4.13 Gambar rancangan Solenid
Gambar 4.14 Gambar rancangan X-Ray
39
✔ Selanjutnya, melakukan pembuatan jalur pada PCB dengan menggunakan strika yang diletakkan pada kertas hasil cetak sebelumnya dimana di bawah kertas tersebut terdapat papan PCB sebagai sirkuit boardnya.
Gambar 4.15 Gambar proses pelarutan PCB
✔ Setelah PCB sudah berhasil larut dan dibersihkan dengan menggunakan amplaz.
Proses berikutnya adalah melakukan bor pada bagian-bagian yang akan diletakan komponen yang dalam hal ini konsil-konsil serta beberapa tblock I/O. Jika sudah selesai melakukan pengeboran maka selanjutnya PCB akan dipotong untuk dirapikan sesuai dengan ukuran yag telah ditentukan pada proses ini digunakan gerinda sebagai alat pemotong.
40
Gambar 4.16 Proses pemotongan dan pengeboran papan PCB
✔ Selanjutnya, konsil-konsil dan tblock I/O yang sudah disiapkan ditempatkan pada PCB lalu direkatkan menggunakan tenol dan solder. Setelah itu, main board sudah jadi dan dapat dilakukan uji fungsi main board.
41
Gambar 4.17 Proses pemasangan komponen pada board
✔ Setelah komponen sudah terpasang pada PCB maka board tersebut sudah dapat dilakukan uji fungsi.
Gambar 4.18 Gambar Hasil Mainboard
42
✔ Setelah masing masing board sudah diuji dan berhasil, hasil uji fungsi board kemudian digabungkan pada mainboard dan dilakukan uji fungsi keseluruhan.
mainboard sudah dapat berfungsi dengan baik maka dapat dikatakan uji fungsi berhasil dengan demikian mainboard sudah dapat bekerja pada alat dan diletakkan pada box panel kontrol alat.
4.2.2 Koneksi Rangkaian
1) Rangkaian driver control sinar X
Rangkaian driver control sinar X yang terlihat pada gambar 4.19 Ini berfungsi untuk mengontrol ON OFF dan ekspos dari sinar X. pada rangkaian ini terdapat 2 relay yang mana masing- masing dari relay tersebut mempunyai 3 output keluaran yaitu NO, COM, dan NC. Pada rangkaian ini dihubungkan dengan relay Omron MY2N dengan tujuan yaitu sebagai saklar mekanis dari XRay. Selain itu relay Omron MY2N ini mempunyai fungsi lain yaitu sebagai proteksi. Proteksi yang dimaksud yaitu X-ray ini membutuhkan daya yang besar lebih dari 12V, jika hanya menggunakan relay kecil maka tidak kuat, yang terjadi nantinya jika tidak menggunakan tambahan relay, mikro controller akan mereset. Pada relay kecil rangkaian, 1 relay sebagai ON OFF X-Ray dan 1 relay lagi sebagai proses ekspose. Relay kecil NO (ON X-Ray) dihubungkan pada pin 13 relay besar 1. Kemudian semua COM relay kecil terhubung pada power supply 12V. Pada pin 14 relay besar 1, terhubung pada GND power supply selanjutnya pada relay kecil ekspos terhubung pada pin 13 relay besar 2 dan pada pin 14 relay besar 2 terhubung ke pin 12 relay besar 1. Sedangkan pada relay besar 1 (ON X-Ray) terhubung pada GND dari power supply. Saat melakukan simulasi pada alat, X-ray disini diganti menggunakan lampu dengan daya sebesar 25 watt.
43
Gambar 4.19 Gambar hasil rangkaian driver kontrol X-Ray
2) Rangkaian driver control solenoid
Rangkaian driver control solenoid pada gambar 4.20 Ini berfungsi sebagai saklar untuk mengontrol solenoid. Pada rangkaian ini terdapat 3 tblock utama yaitu tblock 1 berisi pin 4 dan +5V yang terhubung pada tombol ON OFF untuk solenoid. Pada tblock 2 berisi +12 VDC dari power supplu dan ground untuk menghidupkan relay.
Kemudian pada tblock 3 terdapat 3 pin output yang berisi NC, COM dan NO. COM pada rangkaian ini terhubung pada 12VDC dan NO pada rangkaian ini terhubung pada salah satu kaki solenoid, serta kaki solenoid yang lain terhubung pada ground power supply.
44 Tblock 3
Gambar 4.20 Gambar hasil rangkaian driver kontrol solenoid 3) Rangkaian driver control pneumatic
Pada rangkaian control pneumatic gambar 4.21 Terdapat 2 relay yang masing masing dari relay terdapat 3 keluaran yaitu NC, COM, dan NO. Pada relay 1 digunakan sebagai Up ON dan Up OFF pada pneumatic. NO dari relay 1 terhubung pada 12V power supply, COM dari relay 1 ini terhubung pada 1 kabel positif pneumatic dan NC relay 1 terhubung pada GND. Pada relay 2, digunakan sebagai Down ON dan Down OFF pada pneumatic. NO terhubung pada 12V power supply, COM pada relay 2 terhubung pada terhubung pada kabel negatif pneumatic dan NC relay 2 terhubung pada GND. Kemudian pada rangkaian pneumatic ini dihubungkan oleh limit switch yang fungsinya sebagai batas atas dan batas bawah pada tinggi rendah dari C mammografi. Pada gambar 4.22 limit switch ini pin yang digunakan adalah NO dan COM. Pin NC batas atas terhubung pada NC dari relay 1 dan COM batas atas terhubung pada COM dari relay 1. Pada limit switch batas bawah NC batas bawah terhubung pada NC relay 2 dan COM batas bawah terhubung pada COM dari relay 2.
Tblock 2 Tblock 1
45
Relay 2 Relay 1
Gambar 4.21 Gambar hasil rangkaian driver kontrol pneumatik
Limit switch batas bawah limit switch batas atas
Gambar 4.22 Gambar limit switch batas atas dan batas bawah
4.3 Implementasi Tampilan GUI
Tampilan GUI yang telah dirangcang pada bab III kemudian di implementasikan dalam bentuk aplikasi. Aplikasi tersebut dapat digunakan untuk menggontrol main board yang kemudian menggerakan bagian-bagian mekanik alat.
46
Gambar 4.23 Gambar Tampilan GUI
Berikut ini adalah penjelasan bagian-bagian dari tampilan GUI yang telah dibuat:
1. System Setup
Pada bagian ini berisi beberapa menu untuk memilih port kamera, port arduino (controller), tempat penyimpanan, dan tombol live view yang berfungsi untuk mengaktifkan kamera.
47
Gambar 4.24 Gambar system setup
2. System Control
Tab selanjutnya adalah system control yang mana tab ini berisikan menu-menu kontrol sebagai berikut:
Gambar 4.25 Gambar system kontrol
Seperti pada gambar diatas dapat dilihat terdapat beberapa tombol kontrol dengan fungsi yang berbeda-beda. Tombol ON dan OFF berfungsi sebagai saklar X-Ray sedangkan tombol Capture berfungsi untuk proses expose sinar x sekaligus untuk mengaktifkan detektor yang akan menangkap citra. Kemudian terdapat tombol gain
48
dan dark yang berfungsi untuk proses pengolahan citra. Selanjutnya tombol UP ON/OFF yang berfungsi sebagai saklar untuk menggerakan pneumatik ke atas begitupun sebaliknya dengan tombol DOWN ON/OFF.
3. Corretion
Tab corretion merupakan bagian dimana hasil citra diolah. Pada bagian ini terdapat beberapa menu yang dapat dilohat pada gambar berikut ini:
Gambar 4.26 Gambar tab correction
Pada gambar diatas terdapat menu untuk pemilihan hasil citra dari expose sinar x, kemudian gain dan dark. Setelah sudah memasukkan hasil citra dari expose sinar x, gain dan dark kemudian ditekan tombol corretion yang berfungsi untuk memulai proses koreksi. Selanjutnya untuk mengoreksi gambar dapat dilakukan dengan mengatur parameter corretion level yang terdapat pada tab tersebut.
49 4.4 Troubleshooting
Selama melakukan pengujian setelah rancangan diimplementasikan, masih terjadi beberapa masalah atau kendala. Oleh sebab itu, selama pengujian dilakukan juga pengecekan ulang dan troubleshooting
No. Masalah Analisa Solusi
1 Ukuran relay tidak sesuai saat dipasangkan pada PCB.
Salah penggunaan package. terhubung pada ground.
Menghubungkan tbloc dengan connsil male
4 Pin arduino pada PCB tidak bisa terpasang dengan arduino
Package arduino pada PCB kelebaran
Membuat dan mengganti package
arduino 5 Saat ditekan tombol
DOWN ON, pneumatik tidak dapat bekerja
Kesalahan pada program Memperbaiki program pneumatik pada arduino
6 Jalur rangkaian driver kontrol pneumatik terputus
Kesalahan sambungan limit switch
Menyambung kembali jalur dan memperbaiki sambungan limit switch 7 Tombol penggunci
solenoid tidak dapat bekerja resistor pada PCB - Memperbaiki
program
50
- Adanya daya magnet antara besi solenoid dan as
Mengganti kapasitor elko pada adaptor 9 Dioda pada solenoid pada PCB saat disetrika
Kesalahan pemilihan jenis kertas
Mengganti jenis kertas
11 Tembaga PCB tidak
12 Rangkaian-rangkaian kontrol tidak dapat
Mengganjal bagian C
14 As solenoid patah Ukuran as solenoid terlalu kecil
Mengganti solenoid
15 Ring pengunci solenoid patah
Hasil las kurang kuat Mengganti ring dan di las ulang
16 As solenoid tidak bisa mengunci dengan baik
Diameter ring
Kesalahan pada program Memperbaiki program
18 LabVIEW error Menutup aplikasi secara paksa
Harus tetap menekan tombol stop sebelum menutup aplikas
Tabel 4.4 Tabel troubleshooting alat
51 4.5 Pengujian Alat
No. Pengujian Percobaan
1 2 3 4
1. Pengujian Rangkaian Driver Kontrol Pneumatik
F Driver Kontrol X-Ray
F
Driver Kontrol Solenoid
F
Tabel 4.6 Tabel Pengujian alat
Keterangan :
52 P : Pass (Uji coba berhasil)
F : False ( Uji coba belum berhasil)
4.6 Gambar Hasil Pengujian Alat
Gambar 4.27 hasil gambar tanpa fluorosens atau akrilik putih
Gambar 4.28 Hasil Percobaan 1
53
Gambar 4.29 Hasil Percobaan 2
Gambar 4.30 Hasil Percobaan 3
54
Gambar 4.31 Hasil Percobaan 4
Gambar 4.32 Hasil Percobaan 5
55
Gambar 4.33 Posisi kemiringian C 300
Gambar 4.34 Posisi kemiringan 3300
56 BAB V PENUTUP
5.1 KESIMPULAN
Kesimpulan dari alat mammografi yang dibuat adalah sebagai berikut :
1) Software dapat mengontrol modul pneumatic, modul solenoid penggerak bagian mekanik pada alat , dan modul Expose X-Ray
2) Alat ini dapat digunakan sebagai modul pengembangan oleh perusahaan.
3) Alat ini juga dapat dijadikan modul pembelajaran bagi mahasiswa yang dapat memberikan gambaran terkait cara kerja sinar x khususnya untuk mendeteksi kanker payudara dengan menggunakan radiasi rendah dan system yang diolah secara digital.
4) Alat ini dapat di akses semua kalangan masyarakat dalam rangka screening kanker payudara.
5.2 SARAN
Dari hasil pembuatan alat, terdapat beberapa hal yang masih dapat ditingkatkan sebagai rekomendasi perbaikan alat kedepan dan peningkatan kualitasnya, diantaranya:
1) Mengubah sstem pengunci manual menjadi otomatis menggunakan motor
2) Mengganti sistem compression paddle manual menjadi otomatis menggunakan motor
57
DAFTAR PUSTAKA
Beizer, A. (2003). Concept of Modern Physics, Edisi Keenam, Mc Graw Hill, . New York.
Dharma, W. M. (2020). Tesis. Metode Penggabungan Citra (Image Stitcing) Berdasarkan Image Substraction dan Digital Image Correlation, 83.
Fauziyah, S. ( 2019 ). Pengembangan Phantom dan Pengujiannya pada Sistem Radiografi Digital. Yogyakarta: Tesis, Program Pascasarjana, Universitas Gadjah Mada . Gonzalez, R.C. and Woods, E.R.,2018, Digital Image Processing, 4th Edition, Toronto, Ontario.
Josepha, V. B. (2016). Laporan Tugas Akhir . Simulator Pesawat Sinar X Radiografi Konvensional, 65.
Krane, K. S., 1992, Modern Physics, John Wiley & Sons, Inc., Diterjemahkan oleh Hans J., 1992, Fisika Modern. UI Press, Jakarta.
Narendran, R. (n.d.). Jurnal. A Study of CMOS Cameras, 6.
Quinn, R.A. and Sigl, C.C., 1980, Radiography in Modern Industry, Easman: New York.
Susilo, Supriyadi, Sutikno, Sunarno, & R.Setiawan. (2013). RANCANG BANGUN SISTEM PENANGKAP GAMBAR . Semarang: 2014.
R. Norendran ,” A Study of CMOS Cameras “, ECE Departement, Graduate Student, Auburn University.
Seeram, E. and Seeram, E., 2019, Digital radiography, Springer Singapore.
58 LAMPIRAN
Program Arduino
59
60
61
Datasheet
62
63
64