• Tidak ada hasil yang ditemukan

PORTABLE KALIBRATOR SUCTION PUMP BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 16

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "PORTABLE KALIBRATOR SUCTION PUMP BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 16"

Copied!
115
0
0

Teks penuh

(1)

TUGAS AKHIR

Oleh

INNES DYAH IKA PUSPITASARI 2013 301 0037

PROGRAM STUDI

D3 TEKNIK ELEKTROMEDIK

(2)

TUGAS AKHIR

Diajukan kepada Politeknik Muhammadiyah Yogyakarta untuk Memenuhi

Sebagian Persyaratan guna Memperoleh Gelar Ahli Madya D3

Program Studi Teknik Elektromedik

Oleh :

INNES DYAH IKA PUSPITASARI 2013 301 0037

PROGRAM STUDI

D3 TEKNIK ELEKTROMEDIK

(3)

MIKROKONTROLER ATMEGA 16

Dipersiapkan dan disusun oleh

Innes Dyah Ika Puspitasari

NIM 20133010037

Telah dipertahankan di Dewan Penguji

Pada tanggal: 25 Agustus 2016

Menyetujui,

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Bambang Giri Atmaja, SST. Hanihfah Rahmi Fajrin, S.T., M.Eng. NIP. 19770615 200012 1 002 NIK. 19890123201604183041

Mengetahui,

Ketua Program Studi

TeknikElektromedik

(4)

Susunan Dewan Penguji

Nama Penguji Tanda Tangan

1. Ketua Penguji

Nama : BambangGiriAtmaja, SST ... 2. Penguji Utama

Nama : Iswanto, S.T.,M.Eng ... 3. ekretaris Penguji

Nama : Hanihfah Rahmi Fajrin, S.T., M.Eng. ...

Yogyakarta, 25 Agustus 2016

POLITEKNIK MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

DIREKTUR

(5)

yang pernah diajukan untuk memperoleh derajat Profesi Ahli Madya atau gelar

kesarjanaan pada suatu perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan penulis juga

tidak terdapat pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain,

kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini serta disebutkan dalam daftar

pustaka.

Yogyakarta, 25 Agustus 2016

Yang menyatakan,

(6)

SWT, yang telah memberikan taufik serta hidayahnya berupa akal pikiran

sehingga kami dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Portable

Kalibrator Suction Pump Berbasis Mikrokontroler ATMega16”. Laporan Tugas

Akhir ini disusun sebagai syarat untuk mendapatkan kelulusan dengan gelar Ahli

Madya (A.Md).

Shalawat serta salam semoga senantiasa tercurah kepada Rasulullah

Muhammad SAW dan pasa sahabatnya, yang telah menunjukkan jalan kebenaran

berupa keislaman serta menjauhkan kita dari zaman kebodohan dan menuntut kita

menuju zaman yang terang dan penuh ilmu pengetahuan seperti sekarang ini.

Semoga beliau selalu menjadi suri tauladan dan sumber inspirasi bagi kita semua.

Dalam melakukan penelitian dan penyusunan laporan tugas akhir ini

penulis mendapat banyak bantuan dalam bentuk saran, dorongan, dan bimbingan

dari banyak pihak. Oleh karena itu dengan segala hormat dan kerendahan hati

perkenankan penulis mengucap banyak terimakasih kepada:

1. Keluarga, terutama orang tua yaitu Ibu dan Bapak atas kasih sayang, do’a,

dukungan, dan bimbingan yang tidak pernah ada kata lelah dan bosan.

“Terimakasih telah menjadi panutan, menjadi guru, merawat tanpa pamrih

dari penulis lahir sampai waktu sekarang ini”.

2. Bapak Dr. Sukamta,S.T., M.T., selaku Direktur Politeknik Muhammadiyah

(7)

Elektromedik.

4. Bapak Bambang Giri Atmaja, SST., selaku dosen pembimbing dari rumah

sakit dan Ibu Hanifah Rahmi Fajrin, S.T, M.Eng., yang telah memberikan

bimbingan terbaik untuk penulis baik itu dalam bidang materi maupun moril.

5. Bapak/Ibu dosen penguji, yang telah berkenan menguji hasil penelitian dari

penulis, dan memberikan hal-hal terbaik bagi penulis, kritik, saran dan

masukan agar penulis menjadi lebih baik untuk kedepanya.

6. Seluruh staff, karyawan dan dosen-dosen pembantu di Politeknik

Muhammadiyah Yogyakarta, terutama Prodi Teknik Elektromedik yang

selalu memberikan bantuan dikala penulis menemui kesulitan tentang

perkuliahan, dan telah memberikan dorongan semangat untuk kuliah.

7. Terimakasih kepada ketiga Laboran yang mau membimbing saya terutama

kepada Ahmad Syaifudin, A.Md. yang sudah berkenan membimbing saya

sampai pendadaran.

8. Seluruh Teman-teman angkatan 2013 Teknik Elektromedik Universitas

Muhammadiyah Yogyakarta (Rahayu, Fajar, Rul, Flamy, Hasti, Dian,

Dyannova, Diah, Deli, Wiharja, Angger, Bayu, Miladdina, Bambang, Deni,

Eva, Ika, Haris, Kiki), Titi Nurjanah dan Abwah Ardiana Anwar yang banyak

memberikan masukan-masukan dan semangat serta dorongan kepada penulis

(8)

waktu sebaik-baiknya, walaupun itu hanya satu detik.

Penulis menyadari bahwa laporan yang kami susun masih jauh dari kata

sempurna dan masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu kami

mengharapkan kepada pembaca khususnya dosen pembimbing agar memberikan

kritik serta saran yang membangun sehingga laporan yang kami susun dapat lebih

baik lagi. Akhir kata semoga laporan ini memberikan manfaat kepada kita semua.

Amin.

Yogyakarta, Agustus 2016

(9)

HALAMAN JUDUL...ii

LEMBAR PERSETUJUAN...iii

LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI...iv

PERNYATAAN...v

BAB 1 PENDAHULUAN...1

1.1 Latar Belakang...1

1.2 Rumusan Masalah...2

1.3 Batasan Masalah...2

1.4 Tujuan Penelitian...3

1.5 Manfaat...3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA...4

2.1 Kajian Pustaka...4

2.2 Definisi Kalibrasi...5

2.3 Suction Pump ...8

2.4 Jenis-Jenis Tekanan...13

2.5 Sensor Tekanan MPXV4225VC6U...14

2.6 Liquid Crystal Display (LCD)...17

2.7 Minimum Sistem...24

2.8 ICL7660...25

2.9 Mikrokontroler ATMega 16...28

(10)

3.4 Variabel Penelitian...36

3.5 Definisi Operasional...36

3.6 Modul Rangkaian Mikrokontroler ATMega 16...37

3.7 Modul Rangkaian Pendukung Sensor...40

3.8 Modul Rangkaian ICL7660...43

3.9 Rangkaian Keseluruhan...46

3.10 Pembuatan Program Sistem...47

3.11 Pembuatan casingbox alat...55

3.12 Teknik Analisis Data...57

3.13 Persiapan Bahan Keseluruhan...59

3.14 Peralatan yang Digunakan Keseluruhan...60

3.15 Pengukuran Alat...60

3.16 Persiapan Alat...61

3.17 Persiapan Bahan...61

3.18 Pelaksanaan...62

BAB IV PENELITIAN DAN PEMBAHASAN...63

4.1 Spesifikasi Alat...63

4.2 Keinerja Sistem Keseluruhan...63

4.3 Pengujian dan Hasil Pengujian...64

4.4 Hasil Perhitungan Rata-rata...89

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN...91

5.1 Kesimpulan...91

(11)
(12)
(13)

sakit. Alat ini sangatlah penting untuk rumah sakit karena alat ini dapat mengetahui ketidaklayakan dari alat suction pump itu sendiri. Pengecekan kelayakan alat kesehatan dipayakan untuk lebih teliti dan akurat, maka dari itu diperlukan sebuah alat untuk kalibrasi suction pump dengan keakuratan pengukuran yang sudah melalui tes kelayakan alat dengan menggunakan pressure meter terstandar.

Disini penulis membuat kalibrator suction pump yang hasilnya akan diukur dan dibandingkan dengan Digital Pressure Meter (DPM) yang sudah terstandar, modul menggunakan sistem mikrokontroler dan didisplaykan dengan lcd 16x2.

“Portable Kalibrator Suction Pump Berbasis Mikrokontroler ATMega 16” dibandingkan dengan digital pressure meter untuk mengetahui keakurasian waktu dioperasikan. Nilai rata-rata error yang didapat dari pengkuran pada enam titik (-100mmHg, -200mmHg, -300mmHg, -400mmHg, -500mmHg, -600mmHg) dan 20kali pengukuran dengan yakni sebesar 0,00343677%.

(14)

the hospital because this tool can know suction pump inadequacies of the tool itself. Checking eligibility dipayakan medical devices for more thorough and accurate, and therefore needed a tool for calibration suction pump with the accuracy of measurements that have been through the test the feasibility of the tool by using a pressure meter standardized.

Here the authors make calibrator suction pump which results will be measured and compared with the Digital Pressure Meter (DPM), which has been standardized, Modul use the system microcontroller and display with 16x2 lcd.

"Calibrator Portable Suction Pump-Based Microcontroller ATMega 16" compared to the digital pressure meter to determine the accuracy of the time operated. The average value obtained from the error of taking the measurements at six points (100mmHg, 200mmHg, 300mmHg, 400mmHg, 500mmHg, -600mmHg) and 20 measurement with which is equal to 0,00343677%. __________________________________________________________________

(15)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kalibrasi merupakan suatu kegiatan teknis yang terdiri atas

penetapan, penentuan satu atau lebih sifat atau karakteristik dari suatu

produk, proses atau jasa sesuai dengan prosedur khusus yang telah

ditetapkan. Tujuan kalibrasi yaitu untuk menjamin hasil pengukuran sesuai

dengan standar nasional maupun internasional (BPFK). Sebagaimana seperti

Pasal 16 ayat 2 : Peralatan medis sebagaimana dimaksud pada ayat (1) harus

diuji dan dikalibrasi secara berkala oleh Balai Pengujian Fasilitas Kesehatan

dan / atau institusi pengujian fasilitas kesehatan yang

berwenang(Nugroho,2016).

Suction Pumpsecara umum adalah salah satu cara untuk

membersihkan jalan nafas yang mengalami hambatan karena sekret/cairan/

lendir sehingga jalan nafas menjadi bersih dan kebutuhan gas dapat

terpenuhi. Suction harus dilakukan secara tepat, benar dan

aman(Sumarno,2016). Pernafasan sangat penting bagi manusia. Maka dari

itu Suction Pump harus dilakukan sesuai kelayakan dengan tepat dan aman.

Pengecekan kelayakan alat kesehatan diupayakan untuk lebih teliti dan

akurat, maka dari itu diperlukan sebuah alat kalibrator suction pump dengan

keakuratan pengukuran yang sudah melalui tes laik pakai alat dengan

(16)

Hal ini dikarenakan apabila sebuah suction pump tidak memenuhi

standar kelayakan sebagai alat medis, maka akan mengakibatkan terjadinya

penyimpangan derajat tekanan negatif, apabila dioperasikan terhadap pasien

akan menyebabkan outputcairan yang akan dikeluarkan dari tubuh pasien

akan keluar secara berlebihan atau tidak sesuai dengan yang diinginkan oleh

user. Kondisi tersebut mengisyaratkan bahwa kinerja alat suction pump

kurang akurat.

Berdasarkan hasil identifikasi tersebut, maka penulis ingin

menyempurnakan kinerja alat suction pump dengan merancang sebuah alat

Portable Kalibrator Suction Pump Berbasis Mikrokontroler ATMega16”.

1.2 Rumusan Masalah

Masalah yang dirumuskan berdasarkan latar belakang diatasyaitu:

Dibutuhkan alat kalibrator suction pump untuk mengetahui alat tersebut

layak atau tidaknya untuk dipakai sesuai standar laik pakai dengan

membandingkan Modul terhadapDPM.

1.3 Batasan Masalah

Agar dalam pembahasan alat ini tidak terjadi pelebaran masalah

dalam penyajiannya, penulis membatasi pokok-pokok batasan permasalahan

yang akan dibahas yaitu :

1. Menggunakan sensor jenis MPXV4115VC6U untuk vacum pressure

(17)

1.4 Tujuan Penelitian 1.4.1 Tujuan Umum

Penelitian ini bertujuan untuk melakukan laik pakai atau

tidaknya pada alat suction pump.

1.4.2 Tujuan Khusus

1. Membuat rangkaian sensor tekanan MPXV4115VC6U.

2. Membuat rangkaian display LCD.

3. Membuat rangkaian minimum sistem ATMega16.

4. Membuat rangkaian konversi tegangan negatif dengan ICL7660

5. Membuat program untuk konversi analog ke digital, dan

program untuk menampilkan data ke LCD 16x2.

6. Melakukan uji fungsi dan membandingkan alat tersebut dengan

Digital Pressure Meter.

1.5 Manfaat

1.5.1 Manfaat Teoritis

Menambah wawasan dan ilmu pengetahuan bagi mahasiswa

Prodi Teknik Elektromedik Politeknik Muhammadiyah Yogyakarta

khususnya pada peralatan Kalibrasi.

1.5.2 Manfaat Praktis

(18)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kajian Pustaka

Berdasarkan beberapapenelitian yang telah dilakukan oleh mahasiswa

lain yang berhubungan dengan penulis buat adalah yang pertama ditulis oleh

saudara Rifsiono Muhabiddin dari Jurusan D3 Teknik Elektromedik

Politeknik Kesehatan Kemenkes Surabaya dengan judul Penelitian

CALIBRATOR SUCTION PUMP. Alat yang digunakan menggunakan

ATMega 328 berbasis Arduino Uno, menggunakan sensor MPXV4115V

sebagai sensor tekanan, menggunakan rangkaian output filter untuk output

sensor tekanan dan menggunakan LCD 16x2 sebagai display. Hasil yang

ditulis dari saudara Rifsiono Muhabiddin tersebut sudah cukup baik untuk

dijadikan alat Kalibrator(Muhabiddin,2014).

Penelitian kedua dilakukan oleh saudara Sofan Amirul Ardhi

dariProgram Jurusan D3 Teknik Elektromedik Politeknik Kesehatan

Kemenkes Surabaya dengan judul Alat Bekam Elektronik Berbasis

Mikrokontroller Atmega8 dengan Setting Timer, Pengaturan Tekanan dan

Safety Sensor. Alat yang dibuat adalah dengan cara kerja yang sama yaitu

menggunakanpower supply, menggunakan sensor MPXV4115VC6U sebagai

sensor tekanan, menggunakan mikrokontroler ATMega 8 sebagai pengendali,

dan LCD 16x2 sebagai display (Amirul, 2015).

Berdasarkan penelitian tersebut, penulis tertarik untuk membuat alat

(19)

Alat yang penulis buat menggunakan Mikrokontroler ATMega 16 sebagai

pengendali, menggunakan sensor MPXV4115VC6U sebagai sensor tekanan,

menggunakan ICL7660 untuk mengkonversi tegangan positif menjadi negatif,

rangkaian pendukung sensor untuk output sensor tekanan dan LDC 16x2

sebagai display. Kelebihan dari alat ini yaitu portable bisa dibawa

kemana-mana, untuk membuat modul ini jauh lebih ekonomis dibandingkan dengan

alat sebenarnya. Untuk kekurangannya yaitu belum ada indikator baterai.

2.2 Definisi Kalibrasi

Pengertian kalibrasi menurut ISO/IEC Guide and Vocabulary of

International Metrology (VIM) adalah serangkaian kegiatan yang membentuk

hubungan antara nilai yang ditunjukkan oleh instrumen ukur atau sistem

pengukuran, atau nilai yang diwakili oleh bahan ukur dengan nilai-nilai yang

sudah diketahui yang berkaitan dari besaran yang diukur dalam kondisi

tertentu. Dengan kata lain, kalibrasi adalah kegiatan untuk menentukan

kebenaran konvensional nilai penunjukkan alat ukur dan bahan ukur dengan

cara membandingkan terhadap standar ukur yang mampu menelusur ke

standar nasional untuk satuan ukur. Tujuan kalibrasi adalah untuk mencapai

ketertelusuran pengukuran. Hasil pengukuran dapat dikaitkan sampai ke

standar yang lebih tinggi/teliti, melalui rangkaian perbandingan yang tak

(20)

2.2.1 Manfaat kalibrasi

Manfaat kalibrasi adalah sebagai berikut:

1. Untuk mendukung sistem mutu yang diterapkan diberbagai industri

pada peralatan laboratorium dan produksi yang dimiliki.

2. Dengan melakukan kalibrasi, bisa diketahui seberapa jauh perbedaan

(penyimpangan) antara harga benar dengan harga yang ditunjukkan

oleh alat ukur.

2.2.2 Prinsip Dasar Kalibrasi

Prinsip dasar kalibrasi sebagai berikut:

1. Obyek Ukur (UNIT Under Test)

2. Standar Ukur (Alat standar kalibrasi, Prosedur/Metode standar

(Mengacu ke standar kalibrasi internasional atau prosedur yang

dikembangkan sendiri oleh laboratorium yang sudah

teruji/diverifikasi)

3. Operator/teknisi (dipersyaratkan operator/teknisi yang mempunyai

kemampuan teknis yang mempunyai kemampuan teknis

kalibrasi(bersertifikat) )

4. Lingkungan yang dikondisikan (suhu dan kelembaban selalu

dikontrol, gangguan faktor lingkungan luar selalu diminimalkan

(21)

2.2.3 Hasil Kalibrasi

Hasil Kalibrasi antara lain:

1. Nilai obyek ukur

2. Nilai koreksi/penyimpangan

3. Nilai ketidakpastian pengukuran (Besarnya kesalahan yang

mungkin terjadi dalam pengukuran, dievaluasi setelah ada hasil

pekerjaan yang diukur). Analisis ketidakpastian yang benar dengan

memperhitungkan semua sumber ketidakpastian yang ada didalam

metode perbandingan yang digunakan, besarnya kesalahan yang

mungkin terjadi dalam pengukuran.

4. Sifat metrologi lain faktor kalibrasi, kurva kalibrasi.

2.2.4 Toleransi Alat Ukur Kalibrasi

Dalam dunia industri, toleransi merupakan bagian dari

spesifikasi suatu produk. Dalam konteks ini, toleransi dapat diartikan

“besarnya perbedaan antara kondisi aktual dibandingkan kondisi ideal,

sejauh bahwa perbedaan tersebut tidak sampai mengakibatkan

kegagalan fungsi yang signifikan”. Misalkan sebuah komponen masih

mempunyai spesifikasi ukuran 90 mm dengan toleransi +0,1 mm. Ini

berarti bahwa komponen tersebut masih dapat berfungsi dengan baik

asalkan ukurannya diantara 89,9 mm dan 90,1 mm. Hasil pengukuran

dibandingkan dengan spesifikasi tadi. Jika hasil pengukuran

menunjukkan bahwa produk tersebut mempunyai ukuran sesuai

(22)

spesifikasi”. Pada proses pengukuran tadi terdapat sumber-sumber

ketidakpastian pengukuran. Maka dalam paradigma terbaru, penilaian

kesesuaian (conformity assessment) harus memperhitungkan nilai

ketidakpastian dan nilai pengukuran. Suatu produk baru dapat

dikatakan “sesuai dengan spesifikasi” jika memenuhi ketentuan:

E+U<T (2.1)

Dengan:

E = penyimpangan dari spesfikasi (absolut)

U = nilai ketidakpastian pengukuran (pada tingkat kepercayaan 95

persen)

T = toleransi untuk produk tersebut (absolut)

Dengan kata lain, nilai ketidakpastian pengukuran harus lebih

kecil daripada toleransi yang diberikan untuk produk yang diukur.

Idealnya nilai ketidakpastian pengukuran besarnya sepersepuluh dari

toleransi, atau dalam kondisi terburuk, nilai ketidakpastian

pengukuran diharapkan tidak lebih dari sepertiga toleransi. Uraian

diatas menunjukkan bahwa “toleransi” berkaitan dengan produk yang

diukur, bukan dengan alat ukurnya.

2.3 Suction Pump

Suction pump adalah suatu alat yang yang dipergunakan untuk

menghisap cairan yang tidak dibutuhkan pada tubuh manusia. Suction

(Pengisapan Lendir) merupakan tindakan pengisapan yang bertujuan untuk

(23)

pertukaran gas yang kuat dengan cara mengeluarkan secret dari jalan nafas,

pada pasien yang tidak mampu mengeluarkannya sendiri dengan

menggunakan alat via mulut, nasofaring atau trakeal(Kesehatan,2011).

Gambar 2.1 Bentuk Fisik Suction pump

2.3.1 Spesifikasi alat:

Nama : Suction Pump

Merk/type : Gea Medical/YB-DX23B

Setting tekanan : 0-(-760) mmHg

Nama lain dari Suction pump antara lain:

Vacum regulator

Suctioncontrollers

Slym zuiger

(24)

Komponen yang ada pada suction pump adalah:

1. Motor

2. Botol penampung cairan

3. Selang

4. Suction regulator

5. Manometer

6. Over Flow Protection/pelampung (pengaman cairan lebih)

7. Foot switch

Tujuan suction pump:

1. Mempertahankan kepatenan jalan nafas

2. Membebaskan jalan nafas dari secret/lendir yang menumpuk

3. Mendapatkan sampel/sekret untuk tujuan diagnosa.

Motor suction adalah sebuah motor listrik, biasanya hanya

bekerja pada satu tegangan, yaitu tegangan 110 V atau 220V, Rpm

145, 50/60 Hz, maka ketika pemilihan motor dilakukan itu harus

sesuai dengan besarnya tegangan yang ada didalam rangkaiannya

dapat kita temukan sebuah capasitor yang memiliki fungsi sebagai

starting capasitor.

2.3.2 Penghisap Suction Pump

Jenis Penghisap suction pada suction pump, antara lain:

1. Jenis Centrifugal Rotary, yaitu penghisap terdiri dari: beberapa

kipas (pisau) yang berada dalam rumah penghisap dan

(25)

elektromotor). Pada rumah penghisap bagian luar terdapat dua

katup (lubang hisap dan lubang tiup) serta lubang pembuangan oli.

Oli merupakan pelumas dan pendingin pada bagian kipas.

2. Jenis membran, terdiri dari: Stang kedudukan, karet membran

kedudukan katup, katup hisap dan katup tekan, tutup/rumah

penghisap yang mempunyai katup/lubang hisap dan lubang tekan.

Kekuatan daya hisapnya dikontrol dengan menggunakan regulator,

ini biasanya diatur saat suction dipakai untuk kondisi hisapan yang

berbeda-beda, ketika cairan terlalu kental maka regulator kita atur

dengan kemampuan hisap yang lebih besar sedang untuk kondisi

cairan yang lebih encer maka sebaliknya. Botol vacum, fungsi dari

botol vacum adalah untuk memberikan kevakuman udara pada saat

digunakan. Pada alat ada yang dapat berfungsi hanya dengan satu

buah botol, tetapi akan lebih baik jika menggunakan dua botol,

pada botol akan dilengkapi dengan tutup botol dan disan terdapat

dua lubang. Selain itu asesoris lain yang digunakan adalah

suction/slang untuk vacum yang besarnya disesuaikan dengan

lubang proft dan panjangnya disesuaikan antara jarak penghisap

dan botol(kesehatan,2011).

3. Indikasi

a. Pada pasien dewasa yang tidak mampu batuk : neonatus,

tracheatomi, indotracheal tube neonatus. Pasien tidak mampu

(26)

pada saat pelaksanaan operasi diruang bedah apabila cairan

atau darah kotor yang tidak berfungsi saat melakukan operasi

diruang bedah maka butuh divakum dengan suction. Pada

pasien yang memiliki pembekuan darah atau cairan yang tidak

berfungsi. Lama penghisapan lendir atau darah kotor

10-15detik dengan vacum pressure (-300) sampai (-600) mmHg

atau 39,9966kPa sampai 79,9932kPa untuk dewasa.

b. Pasien bayi yang baru lahir untuk penghisapan pada bkas

placenta atau darah, tersumbat sistem pernafasan, pada saat ibu

melahirkan apabila sulit untuk keluar maka membutuhkan

vakum. Lama penghisapan 5-10detik untuk bayi dan anak

dengan vakum pressure (-100) sampai (-200) mmHg atau

13,3322kPa-150,012kPa(Sumarno,2016).

4. Hal yang perlu diperhatikan:

• Tegangan

• Daya hisap maksimum

• Pembacaan meter

• Botol penampung

Over Flow Protection

Seal penutup botol

• Lakukan pemeliharaan sesuai jadwal

(27)

2.4 Jenis-jenis tekanan

Jenis tekanan dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1. Tekanan Absolut

Tekanan yang diukur dengan sebuah instrumen yang mempunyai titik

referensi NOL didaerah vacuum sempurna.

2. Tekanan Gauge (Tekanan relatif/Tekanan terukur)

Tekanan yang diukur menggunakan sebuah instrumen yang mempunyai

titik referensi NOL pada daerah tekanan Atmosfer. “Tekanan nol gauge

sama dengan tekanan atmosfer”.

Hubungan tekanan absolut dan tekanan gauge adalah “Tekanan Absolute

= Tekanan Gauge+Tekanan atmosfer” (2.2)

3. Tekanan negatif

Tekanan dibawah tekanan atmosfer yang diukur menggunakan sebuah

instrumen yang mempunyai titik referensi NOL pada daerah tekanan

atmosfer.

4. Tekanan Differential

Tekanan yang mempunyai titik referensi NOL tidak berada pada daerah

absolut ataupun gauge.

5. Tekanan Barometer

Tekanan yang terukur oleh sebuah Barometer, dimana nilai tekanannya

(28)

6. Tekanan Vacuum

Tekanan dibawah tekanan atmosfer yang diukur menggunakan instrumen

yang mempunyai titik referensi NOL pada daerah vacuum.

2.5 Sensor Tekanan MPXV4115VC6U

Gambar 2.2 Sensor MPXV4115VC6U

Sensor MPXV4115VC6U adalah sensor tekanan dengan kompensasi

suhu, pengondisi sinyal, dan telah terkalibrasi. Sensor tekanan ini adalah

monolitik silicon sensor tekanan yang dirancang untuk berbagai aplikasi,

terutama yang menggunakan sebuah mikrokontroler atau mikroprosessor

dengan input A/D.

Di dalam sensor ini dipatenkan transduser elemen tunggal yang

menggabungkan teknik micromachining canggih, film tipis metallization, dan

bipolar pengolahan untuk memberikan analog, tingkat akurasi tinggi sinyal

output yang sebanding dengan tekanan yang diterapkan.

Sensor MPXV4115VC6U mempunyai spesifikasi dan karakteristik

Sebagai berikut:

Tabel 2.1 SpesifikasidankarateristikMPXV4115VC6U

Karakteristik Simbol Min Typ Max Unit

(29)

(Sumber : data sheet Sensor MPXV4115VC6U)

Fitur sensor MPXV4115VC6U:

1. Error maksimal 1,5% diatas suhu 0o-85o

2. Suhu kompensasi dari -40 + 125oC

3. Idealnya untuk mikroposesor atau mikrokontroller berbasis sistem.

4. Menggunakan permukaan termoplastik yang tahan lama.

Kurva perbandingan tegangan dan tekanan vakum:

Gambar 2.3 Kurva perbandingan tegangan dan tekanan vakum Karakteristik Simbol Min Typ Max Unit Current at Full Scale Output

IO - 0.1 - mADC

Warm-Up Time - - 20 - Ms

(30)

Nilai Konversi tekanan (kPatommHg) :

Range sensor = -115 – 0 kPa

1 kPa = 7.5 mmHg

-110 kPa = -825mmHg

Menampilkan hasil tekanan dari sensor tekanan

MPXV4115VC6Umelalui mikrokontroler menggunakan rumus sebagai

berikut :

Vout = VS((P x 0.007652)+0.92) +/– (PEx Tempx0.007652xVS) (2.3)

Keterangan :

Vout : Tegangan output sensor

VS : Sumber tegangan (supply)

PE : Tetapan nilai error tekanan ±1.725 kPa

Temp : Tetapan nilai pada suhu tertentu (1 untuk suhu 20 – 85 derajat

Celcius.

Aplikasi sensor MPXV4115VC6U:

1. Pemantauan tekanan vakum

2. Pemantauan rem boster

(31)

Konfigurasi pin pada kaki sensor

2.6 Liquid Crystal Display (LCD)

Liquid Crystal Display (LCD) adalah suatu jenis media tampil yang

menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan

diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator,

atau pun layar komputer. Pada postingan aplikasi LCD yang digunakan ialah

LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat berfungsi

sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untukmenampilkan status

kerja alat(Munandar,2012).

Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :

a. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.

b. Mempunyai 192 karakter tersimpan.

c. Terdapat karakter generator terprogram.

(32)

e. Dilengkapi dengan back light.

Gambar 2.5 Bentuk Fisik LCD 16x2

Tabel 2.2 Spesifikasi Kaki LCD 16x2

Pin Deskripsi

1 Ground

2 VCC

Pin Deskripsi

3 Pengatur Kontras

4 RS (Instructions/Register Select)

5 RW (Read/Write LCD Registers)

6 EN (Enable)

7-14 Data I/O Pins

15 VCC

2.6.1 Display karakter pada LCD

Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberi

tahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk

mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat

logika low “0” dan set pada dua jalur kontrol yang lain RS danRW.

Ketika dua jalur yang lain telah siap, set EN dengan logika “1” dan

tunggu untuk sejumlah waktu tertentu (sesuai dengan datasheet dari

LCD tersebut) dan berikutnyaset EN ke logika low “0” lagi.

Jalur RS adalah jalur Register Select. Ketika RS berlogika low

(33)

(seperti clear screen, posisi kursor dll). Ketika RS berlogika high “1”,

data yang dikirim adalah data text yang akan ditampilkan pada

displayLCD. Sebagai contoh, untuk menampilkan huruf “T” pada

layar LCD maka RS harus diset logika high “1”.

Jalur RW adalah jalur kontrol Read/Write. Ketika RWberlogika

low (0), maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar

LCD. Ketika RW berlogika high ”1”, maka program akan melakukan

pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW

selalu diberi logika low ”0”.

Pada akhirnya, bus data terdiri dari 4 atau 8 jalur (bergantung

pada mode operasi yang dipilih oleh user). Pada kasus bus data 8 bit,

jalur diacukan sebagai DB0 s/d DB7.

2.6.2 Perintah dasar pada inisialisasi LCD character a. Function (Triwiyanto,2013) Set

Mengatur interface lebar data, jumlah dari baris dan ukuran font

karakter

Tabel 2.3 Function Set

CATATAN:

X : Don’t care

(34)

DL=1, Lebar data interface 8 bit ( DB7 s/d DB0)

DL=0, Lebar data interface 4 bit ( DB7 s/d DB4)

Ketika menggunakan lebar data 4 bit, data harus dikirimkan dua kali

N=1, Display dua baris

N=0, Display satu baris

b. Entry Mode Set

Mengatur increment/decrement dan mode geser

Tabel 2.4 Entry Mode Set

Catatan:

I/D: Increment/decrement dari alamat DDRAM dengan 1 ketika

kode karakter dituliskanke DDRAM.

I/D = “0”, decrement

I/D= “1”, increment

S: Geser keseluruhan display kekanan dan kekiri

S=1, geser kekiri atau kekanan bergantung pada I/D

S=0, display tidak bergeser

c. DisplayOn/ OffCursor

Mengatur status displayON atau OFF, cursor ON/ OFF dan fungsi

(35)

Tabel 2.5Display On/Off Cursor

D : Mengatur display

D = 1, Display is ON

D = 0, Display is OFF

Pada kasus ini data display masih tetap berada di DDRAM, dan

dapat ditampilkankembali secara langsung dengan mengatur D=1.

C : Menampilkan kursor

C = 1, kursor ditampilkan

C = 0, kursor tidak ditampilkan

B : Karakter ditunjukkan dengan kursor yang berkedip

B=1, kursor blink

d. ClearDisplay

Perintah clear display digunakan untuk menghapus layar

(36)

e. Geser Kursor dan Display

Geser posisi kursor atau display ke kanan atau kekiri tanpa

menulis atau baca data display. Fungsi ini digunakan untuk koreksi

atau pencarian display

Tabel 2.7 Geser Kursor dan Display

2.6.3 Memori LCD

a. Display Data RAM (DDRAM)

Memori DDRAM digunakan untuk menyimpan karakter

yang akan ditampilkan. Semuateks yang kita tuliskan ke modul

LCD disimpan didalam memoryini, dan modul LCD secara

berurutan membaca memory ini untuk menampilkan teks ke modul

(37)

Gambar 2.6 Lokasi memoridisplay LCD Karakter

Pada peta memori tersebut, daerah yang berwarna kuning

(00 s/d 0F dan 40 s/d 4F) adalah display yang tampak. Angka pada

setiap kotak adalah alamat memori yang bersesuaian dengan posisi

dari layar. Karakter pertama di sudut kiri atas menempati alamat

00h. Posisi karakter berikutnya adalah alamat 01h dan seterusnya.

Gambar 2.7 Konfigurasi Codevision dan koneksi hardware

2.6.4 Fungsi LCD

Fungsi LCD terletak pada header LCD.h yang harus di-include -kan sebelum diguna-kan. Sebelum melaku-kan include terlebih dahulu

sebutkan port mikrokontroller yang akan dihubungkan ke LCD. Hal ini

juga dapat dengan mudah dilakukan dengan menggunakan

(38)

#asm

.equ __LCD_port=0x15 #endasm

/* sekarang fungsi LCD dapat di-include*/ #include <LCD.h>

Fungsi-fungsi untuk mengakses LCD diantaranya adalah :

a. unsigned char LCD_init(unsigned char LCD_columns

Untuk menginisialisasi modul LCD, menghapus layar dan

meletakkan posisi karakter pada baris ke-0 kolom ke-0. Jumlah

kolom pada LCD harus disebutkan (misal, 16). Kursor tidak

ditampakkan. Nilai yang dikembalikan adalah 1 bila modul LCD

terdeteksi,dan bernilai 0 bila tidak terdapat modul LCD. Fungsi ini

harus dipanggil pertama kalisebelum menggunakan fungsi yang

lain.

b. void LCD_clear(void)

Menghapus layar LCD dan meletakkan posisi karakter pada baris

ke-0 kolom ke-0.

c. void LCD_gotoxy(unsigned char x, unsigned char y)

Meletakkan posisi karakter pada kolom ke-x baris ke-y. Nomor

baris dan kolom dimulai dari nol

d. void LCD_putchar(char c)

Menampilkan karakter c pada LCD.

(39)

Menampilkan string yang disimpan pada SRAM pada LCD.

2.7 Minimum Sistem

Sistem minimum mikrokontroler adalah sistem elektronika yang

terdiri dari komponen-komponen dasar yang dibutuhkan oleh suatu

mikrokontroler untuk dapat berfungsi dengan baik. Pada umumnya, suatu

mikrokontoler membutuhkan dua elemen (selain sumber tegangan) dan

Rangkaian RESET. Fungsi rangkaian RESET adalah untuk membuat

mikrokontroler memulai kembali pembacaan program, hal tersebut

dibutuhkan pada saat mikrokontroler mengalami gangguan dalam

meng-eksekusi program. Pada sistem minimum AVR terdapat elemen tambahan

(optional), yaitu rangkaian pengendalian ADC: AGND (= GND ADC), AVCC

(VCC ADC), dan AREF (Tegangan Referensi ADC) dan konektor ISP untuk

mengunduh (download) program ke mikrokontroler(Ikhsan,2013).

2.8 IC L7660

Intersil ICL7660 dan ICL7660A adalah CMOS monolitik sirkuit listrik

yang menawarkan kinerja yang unik keunggulan dibandingkan perangkat

sebelumnya tersedia. ICL7660 melakukan konversi tegangan suplai dari

positif ke negatif untuk berbagai masukan dari +1.5V untuk +10.0V

mengakibatkan tegangan output komplementer -1.5V untuk -10.0V dan

ICL7660A melakukan konversi sama dengan berbagai masukan dari +1.5V

untuk + 12.0V menghasilkan tegangan output komplementer dari -1.5V untuk

(40)

Gambar 2.8PinICL7660

2.8.1 Fitur ICL7660

• Konversi Sederhana + 5V Logika Pasokan ± 5V Supplies

Simple Voltage Multiplication (VOUT = (-) nVIN)

• Typical Open Circuit Voltage Konversi Efisiensi 99,9%

• Typical Efisiensi Daya 98%

• Lebar Tegangan operasi Range

- ICL7660. . . 1.5V ke 10.0V

- ICL7660A. . . 1.5V ke 12.0V

ICL7660A 100% Diuji di 3V

• Mudah Digunakan - Hanya Membutuhkan 2 Eksternal Non-Kritis

Komponen pasif

• Tidak ada Diode Eksternal Suhu terlalu penuh. dan Rentang

Tegangan

(41)

2.8.2 Aplikasi

On Board Pasokan Negatif Dynamic RAM

Localized μProcessor (8080 Type) Supply Negatif

• Akuisisi Data Systems

Gambar 2.9 Rangkaian ICL7660

ICL7660 dan ICL7660A berisi semua yang diperlukan

sirkuit untuk menyelesaikan konverter tegangan negatif, dengan

pengecualian 2 kapasitor eksternal 10μF terpolarisasi jenis elektrolit.

Gambar 2.10 Konverter Tegangan Negatif

Kapasitor C1 dibebankan tegangan, V +, untuk setengah siklus

ketika switch S1 dan S3 ditutup. (Catatan: Switch S2 dan S4 terbuka

(42)

switch S2 dan S4 ditutup, dengan S1 dan S3 terbuka, sehingga

menggeser kapasitor C1 negatif oleh V + volt. Kemudian ditransfer

dari C1 ke C2 sehingga tegangan pada C2 adalah persis V +, dengan

asumsi switch yang ideal dan tidak ada beban pada C2. ICL7660

mendekati situasi yang ideal ini lebih erat dari sirkuit non-mekanik

yang ada(datasheet : ICL7660).

2.9 Mikrokontroler AVR ATMega 16

AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8 bit buatan Atmel,

berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer) yang

ditingkatkan. Hampir semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock.

AVR mempunyai 32 register generalpuspose, timer/counter fleksibel dengan

mide compare, interrupt internal dan eksternal, serial USART, programmable

Watchdog Timer, dan mode power saving. Mempunyai ADC dan PWM

internal. AVR juga mempunyai In-SystemProgrammable Flash on-chip yang

mengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem

menggunakan hubungan serial SPI. ATMega 16 adalah mikrokontroler

CMOS 8 bit daya rendah berbasisi arsitekstur RISC yang

ditingkatkan(Ikhsan,2013).

Beberapa keistmewaan dari AVR ATMega 16 antara lain(Iswanto,2015):

Advanced RISC Architecture

130 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle Execution

32x8 generalpurpose Fully Static Operation

(43)

On-Chip 2-cycle Multiplier

Nonvilatile Program and Data Memories

8K Bytes of In-System Self-Programmable Flash

Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits

512 Bytes EEPROM

512 Bytes Internal SRAM

Programming Lock For Software Security

Peripheral Features

Two 8 bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare

Mode

Two 8 bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare

Modes

One 16 bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare Mode,

and Capture Mode

Real Time Counter with Separate Oscillator

Four PWM Channels

8 channel, 10 bit ADC

Byte oriented Two wire Serial Interface

Programmable Serial USART

Special Microcontroller Features

Power on Reset and Programmable Brown out Detection

Internal Calibrated RC Oscilator

(44)

Six Sleep Modes : Idle, ADC Noise Reduction, Power save, Power

down, Standby and Extended Standby

5.I/O and Package

40 pin PDIP, 44 lead TQFP, 44 lead PLCC, and 44 pad MLF.

Operating Voltage

• 2.7 – 5.5V for ATMega 16L

• 4.5 – 5.5V for ATMega 16

2.9.1 Konfigurasi Pin AVR ATMega 16

Untuk penjelasan pin dari AVR ATMega 16 ditunjukkan dalam

Gambar :

Gambar 2.11 Konfigurasi Pin ATMega 16

(45)

Konfigurasi pin ATMega 16 dengan kemasan 40 pinDIP (Dual

Inline Package) dapat dilihat pada Gambar 2.12. Dari gambar diatas dapat

dijelaskan fungsi dari masing-masing pinATMega 16 sebagai berikut :

1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya.

2. GND merupakan pin Ground.

3. Port A (PA.0...PA.7) merupakan pininputoutput dua arah dan pin

masukan ADC.

4. Port B(PB.0...PB.7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi

khusus.

5. Port C (PC.0...PC.7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi

khusus.

6. Port D(PD.0...PD.7) merupakan pin input/ outputdua arah dan pin fungsi

khusus.

7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.

8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.

9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.

10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC (Ikhsan,2013).

2.10Pemograman AVR

Salah satu mikrokontroler yang banyak digunakan pada saat ini adalah

Mikrokontroler AVR. AVR adalah mikrokontroler 8 bit berdasarkan

arsitektur Harvard, yang dibuat oleh Atmel pada tahun 1996. AVR memiliki

keunggulan dibandingkan dengan mikokontroler lain, yaitu AVR memiliki

(46)

instruksi dalam 1 siklus clock. Lebih cepat dibandingkan dengan

mikrokontroler MCS51 yang memiliki arsitektur CISC, di mana

mikrokontroler MCS51 membutuhkan 12 siklus clock untuk mengeksekusi

1 instruksi. Selain itu mikrokontroler AVR memiliki fitur yang lengkap

(ADC internal, EEPROM internal, Timer/Counter, Watchdog Timer, PWM,

Port I/O, komunikasi serial dan parelel, Komparator, I2C, dan lain-lain),

sehingga dengan fasilitas yang lengkap ini, programer dan desainer dapat

menggunakannya untuk berbagai aplikasi sistem elektronika seperti, robot,

otomasi industri, peralatan telekomunikasi, dan berbagai keperluan lain.

Secara umum mikrokontroler AVR di kelompokkan menjadi 3 kelompok,

(47)

BAB III METODELOGI

3.1 Diagram Blok Sistem

Berikut ini adalah rancangan diagram blok untuk pembuatan

Portable Kalibrator Suction Pump Berbasis Mikrokontroler ATMega16”:

Gambar 3.1 Diagram Blok dari Alat

Pada saat alat dihidupkan akan menyala menampilkan

pendeteksian sensor, hubungkan selang suction pada sensor tekanan dan

aktifkan suction pada sensor tekanan, saat sensor tekanan

MPXV4115VC6U mendapat hisapan dari suction, output tegangan dan

output sensor akan berubah-ubah sesuai dengan tekanan yang diberikan

pada sensor, outputtegangan dan outputsensor akan masuk menuju pin

ADC pada mikrokontroler. Selanjutnya, program mikro akan mengontrol

serta menyesuaikan kinerja sistem secara keseluruhan sesuai dengan yang

diinginkan. Setelah diolah menjadi data desimal, pembacaan

outputtegangan dan outputsensortekanan akan ditampilkan pada

displayLCD.

Program

Display Mikrokontroler

(48)

3.2 Diagram Alir Proses

Berikut ini adalah rancangan diagram alir untuk pembuatan “Portable

Kalibrator Suction Pump Berbasis Mikrokontroler ATMega16”:

Gambar 3.2 Diagram Alir dari Alat

Setelah kita tekan tombol ON maka LCD akan berinisialisasi,

selanjutnya tampil pada LCD untuk membaca hasil data pengukuran.

Selanjutnya tekan tombol reset untuk mengulang data pengukuran yang

telah terbaca untuk mengakhiri program. Display pada LCD Proses Data Tekanan

Ambil Data Tekanan Start

(49)

3.3 Rancang Bangun Alat

Berikut ini adalah rancang bangun alat “Portable Kalibrator Suction

Pump Berbasis Mikrokontroler ATMega16”:

Gambar 3.3 Rancang bangun alat

Keterangan:

1. Selang untuk tekanan

2. Display LCD

3. Swicth ON/OFF

4. Tombol PUSH ON

5. Reset

6. Port untuk charger

Dimensi Alat:

Panjang : 18 cm

Lebar : 11 cm

Tinggi : 6 cm 1

2

3

4

(50)

3.4Variabel Penelitian 3.4.1 Variabel Bebas.

Sebagai variable bebas di sini adalah daya vakum/tekanan.

3.4.2 Variabel Tergantung.

Sebagai variable tergantung sensor tekanan MPXV4115VC6U

3.4.3 Variabel Terkendali.

Variabel terkendali terdiri dari tampilan tekanan dan waktu yang

dikendalikan oleh Mikrokontroler ATMega16.

3.5 Definisi Operasional

Dalam kegiatan operasionalnya, variabel-variabel yang digunakan

dalam pembuatan modul, baik variabel tekendali, tergantung, dan bebas

memiliki fungsi-fungsi antara lain :

Table 3.1 Tabel Variabel

Variabel Definisi Operasional Variabel

Alat Ukur Hasil ukur

Skala-ukur Tekanan Tekanan yang digunakan

untuk melakukan perbandingan alat pada DPM berkisar 100-350mmHg disesuaikan dengan parameter pembanding dari DPM4 Parameter Tester.

Digital

Sensor yang digunakan untuk tekanan vakum

Multimeter 0 – 4,665 sistem yang harus diprogram

- 0=

ground 1= Vcc

(51)

3.6 Modul Rangkaian Mikrokontroler ATMega 16

Spesifikasi modul rangkaian minimum sistem ATMega 16 yang

diperlukan adalah:

1. Tegangan kerja yang dibutuhkan +5 VDC dan ground

2. IC Mikrokontroler yang digunakan adalah ATMega 16 dengan fitur ADC

internal

3. Membutuhkan sambungan MISO, MOSI, SCK, dan RESET untuk dapat

memprogram ATMega 16

4. Menggunakan push button sebagai input pada RESET untuk pemilihan

sistem.

5. Menghubungkan LCD karakter 16x2 pada PORTC sebagai tampilan.

6. Menggunakan PINC sebagai inputADC dari sensor tekanan.

Jadi didapatkan rangkaian seperti gambar dibawah ini :

(52)

3.6.1 Pembuatan Minimum Sistem ATMega16

c. Pembuatan Lay out

Program aplikasi yang di gunakan kali ini untuk mendesain

Lay out rangkaian tersebut adalah Proteus, aplikasitersebut

digunakan karena proteus dalam pengoperasianya mudah dan tidak

(53)

Gambar 3.5Lay Out Minimum sistem

d. Langkah Pembuatan

1. Sesuaikan gambar rangkaian dan Lay out yang akan dibuat.

2. Tempel gambar hasil Lay out pada PCB, lalu setrika sampai Lay

out nya nempel pada PCB

3. Lakukan pelarutan menggunakan feriklorit pada PCB

4. Amplas hasil larutan tersebut hingga rapi dan merata.

5. Bor PCB untuk peletakkan komponen

6. Pasang komponen pada papan PCB

7. Lalu solder kaki-kaki komponen hingga kuat dan rapi

8. Cek apakah jalur-jalurnya ada yang tersambung atau terputus,

(54)

Gambar 3.6Modul Mikrokontroler

3.7 Modul Rangkaian Pendukung Sensor

Spesifikasi modul rangkaian MPXV4115VC6U yang diperlukan

sebagai berikut :

1. Tegangan inputMPXV4115VC6U adalah 5V dan Ground

2. Sensor MPXV4115VC6U untuk mendeteksi tekanan dengan satuan kPa.

3. Tegangan outputmultiturn diatur sebesar +4,66VDC

4. Ketelitian tekanan dapat diatur dengan multiturn yang terhubung dengan

pin 32ATMega 16 atau pin AREF

5. Menggunakan PINA.0 sebagai pengambilan data atau input ADC

6. MPXV4115VC6U diberi tekanan yang kemudian diinputkan pada PINA.0

untuk ditampilkan ke LCD. Menampilkan tekanan pada LCD dari sensor

menggunakan rumus yang terdapat pada datasheet MPXV4115VC6U.

Berikut rumus konversi tekanan :

Vout = VS((Px0.007652)+ 0.92)+/–(PExTempx0.007652xVS) (3.1)

Keterangan :

Vout : Tegangan output sensor

(55)

PE : Tetapan nilai error tekanan ±1.725 kPa

Temp : Tetapan nilai pada suhu tertentu (1 untuk suhu 20 – 85 derajat

Celcius.

Tekanan yang dapat dibaca oleh sensor sebesar 0 sampai -115kPa atau

sama dengan 0 – 862,57 mmHg.

Jadi didapatkan rangkaian seperti gambar di bawah ini :

Gambar 3.7 Rangkaian Sensor

3.7.1 Pembuatan Rangkaian sensor a. Bahan:

1. Soket

2. Resistor

3. Capasitor

4. Jumper

5. Speser

6. Papan PCB

7. Feriklorit

(56)

b. Alat:

1. Solder

2. Cutter/gunting

3. Bor Listrik

4. Tang

c. Pembuatan Lay out

Program aplikasi yang di gunakan kali ini untuk mendesain

Lay out rangkaian tersebut adalah Proteus, aplikasitersebut

digunakan karena proteus dalam pengoperasianya mudah dan tidak

susah untuk dipahami. Berikut ini adalah hasil dari desain tersebut:

(57)

d. Langkah Pembuatan

1. Sesuaikan gambar rangkaian dan Lay out yang akan dibuat.

2. Tempel gambar hasil Lay out pada PCB, lalu setrika sampai Lay

out nya nempel pada PCB

3. Lakukan pelarutan menggunakan feriklorit pada PCB

4. Amplas hasil larutan tersebut hingga rapi dan merata.

5. Bor PCB untuk peletakkan komponen

6. Pasang komponen pada papan PCB

7. Kemudian solder kaki-kaki komponen hingga kuat dan rapi

8. Cek jalur-jalurnya ada yang tersambung atau terputus, selesai.

Gambar 3.9 Modul Rangkaian pendukung sensor

3.8 Modul Rangkain IC L7660

Spesifikasi modul rangkaian IC L7660 yang diperlukan sebagai berikut :

1. Tegangan input ICL7660 adalah +5V

2. InputICL7660 untuk mengkonversi ke tegangan negatif.

(58)

Gambar 3.10 RangkaianICL7660

3.8.1 Pembuatan ICL7660 1. Bahan:

a. IC L7660

b. Soket

c. Capasitor

d. Jumper

e. Papan PCB

f. Feriklorit

g. Amplas

2. Alat:

a. Solder

b. Cutter/gunting

c. Bor Listrik

d. Tang

3. Pembualat Lay out

Program aplikasi yang di gunakan kali ini untuk mendesain

Lay out rangkaian tersebut adalah Proteus, aplikasitersebut

digunakan karena proteus dalam pengoperasianya mudah dan tidak

(59)

Gambar 3.11Lay out Rangkaian ICL7660

4. Langkah Pembuatan

a. Sesuaikan gambar rangkaian dan Lay out yang akan dibuat.

b. Tempel gambar hasil Lay out pada PCB, lalu setrika sampai Lay

out nya nempel pada PCB

c. Lakukan pelarutan menggunakan feriklorit pada PCB

d. Amplas hasil larutan tersebut hingga rapi dan merata.

e. Bor PCB untuk peletakkan komponen

f. Pasang komponen pada papan PCB

g. Kemudian solder kaki-kaki komponen hingga kuat dan rapi

h. Cek apakah jalur-jalurnya ada yang tersambung atau

terputus,selesai.

(60)

3.9 Rangkaian Keseluruhan

Rangkaian ini tersusun dari beberapa blok-blok PCB yang sudah

terpasang komponen-komponen sesuai fungsi dari blok tersebut dan di

jadikan satu secara elektrik agar menjadi sebuah sistem yang dapat di

gunakan sesuai maksud perancang modul. Ada beberapa blok dan rangkaian

komponen yang terpasang dalam satu sistem ini atara lain adalah :

1. ModulMinimum Sistem.

2. Modul Sensor Tekanan.

3. Rangkaian LCD.

4. Rangkaian ICL7660.

(61)

3.10 Pembuatan Program Sistem

3.10.1 Sebelum pembuatan program sistem, penulis mengambil rumus untuk program sensor tekanan dengan rumus persamaan garis,

sebagai berikut:

Tabel 3.2Rumus Konversi dari Tegangan(Volt) ke Tekanan(mmHg) 0 sampai

(-100mmHg)

Tabel 3.3Rumus Konversi dari Tegangan(Volt) ke Tekanan(mmHg) (-100)

(62)

Tabel 3.4Rumus Konversi dari Tegangan(Volt) ke Tekana(mmHg) (-150)

sampai (-200)

Tabel 3.5Rumus Konversi dari Tegangan(Volt) ke Tekanan (mmHg) (-200)

(63)

Tabel 3.6Rumus Konversi dari Tegangan(Volt) ke Tekanan (mmHg) (-250)

sampai (-300)

Tabel 3.7Rumus Konversi dari Tegangan(Volt) ke Tekanan(mmHg) (-300)

(64)

Tabel 3.8Rumus Konversi dari Tegangan(Volt) ke Tekanan(mmHg) (-350)

sampai (-400)

Tabel 3.9Rumus Konversi dari Tegangan(Volt) ke Tekanan(mmHg) (-400)

(65)

Tabel 3.10Rumus Konversi dari Tegangan(Volt) ke Tekanan(mmHg) (-450)

sampai (-500)

Tabel 3.11Rumus Konversi dari Tegangan(Volt) ke Tekanan(mmHg) (-500)

(66)

Tabel 3.12Rumus Konversi dari Tegangan(Volt) ke Tekanan(mmHg) (-550)

sampai (-600)

Tabel 3.13Rumus Konversi dari Tegangan(Volt) ke Tekanan(mmHg) (-600)

sampai (-650)

(67)

3.10.2 Untuk pembuatan program pada modul ini menggunakan aplikasi AVR dengan bahasa C dan atur dahulu pembuatan dengan cara:

Gambar 3.14Pengaturan Chip

Sebelum pembuatan program terlebih dahulu mengatur tata

sistem yang akan di gunakan, antara lain adalah mengatur chip/

ATMega yang di gunakan, penulis menggunakan ATMega16 dan

clock/ kristal yang digunakan 16000MHz, tetapi pada program

mikrokontroler penulis hanya menggunakan crystal 100000MHz,

karena dengan kapasitas crystal 100000MHz sudah cukup. Setelah

itu mengatur port-port yang akan di gunakan sebagai input/output,

agar sesuai dengan sistem yang di butuhkan penulis. Portyang di

gunakan sebagai input antara lain Port A digunakan sebagai

penempatanADC sensortekanan MPXV4115VC6Udan port B

(68)

Gambar 3.15Pengaturan LCD dan ADC

Setelah mengatur Chip dan Port dilakukan pengaturan LCD

di Port C di karakter 16 dikarenakan LCD ini hanya menampilkan

ruang penampilan 16x2 saja. Setelah pengaturan LCD diikuti dengan

pengaturan ADC, penulis menggunakan ADC dari AREF karena ada

pengaturan AREF pada LCD dan tegangan.

3.10.3 Pembuatan list Program dengan cara manual untuk menambahkan perintah dan logika pada program ini agar berjalan sesuai yang

(69)

Tabel3.14 Listingprogram sensor Tekanan.

Listing program sensor tekanan ini digunakan sebagai

pengaturan pembacaan sensore tekanan MPXV4115VC6U saat sistem

bekerja ada beberapa yang diatur dalam listing program ini antara lain

rumus pembacaan sensor.

3.11Pembuatan Casingbox alat 3.9.1 Bahan :

1. 1 box kosong (ukuran menyesuaikan kebutuhan)

2. Lem tembak

if(adc<=4.242&&adc>3.74467) {P=(-201.07*adc)+852.95;} if(adc<=3.74467&&adc>3.51567) {P=(-218.34*adc)+917.61;} if(adc<=3.51567&&adc>3.28767) {P=(-219.3*adc)+920.98;} if(adc<=3.28767&&adc>3.060) {P=(-219.62*adc)+922.03;} if(adc<=3.060&&adc>2.8313) {P=(-218.63*adc)+919;} if(adc<=2.8313&&adc>2.6033) {P=(-219.3*adc)+920.9;} if(adc<=2.6033&&adc>2.3753) {P=(-219.3*adc)+920.9;} if(adc<=2.3753&&adc>2.14733) {P=(-219.33*adc)+920.97;} if(adc<=2.14733&&adc>1.924) {P=(-223.88*adc)+930.75;} if(adc<=1.924&&adc>1.699) {P=(-222.22*adc)+927.56;} if(adc<=1.699&&adc>1.47533) {P=(-223.54*adc)+929.8;} if(adc<=1.47533&&adc>1.252) {P=(-223.88*adc)+930.3;} if(P<=250)

(70)

3. Lem Plastik stile

4. Stiker untuk box

3.9.2 Alat :

1. Cutter

2. Penggaris besi

3. Solder listrik/obeng yang dipanaskan

4. Bor listrik

5. Amplas halus

3.9.3 Langkah Pembuatan :

1. Gambar pola pada box sesuai desain yang diinginkan.

2. Sesuiakan pola dengan komponen-komponen yang akan dipasang.

3. Potong atau lubangi pola dengan cutter dan solder listrik dengan

hati-hati.

4. Rapikan bekas potongan dengan menggunakancutter tajam dan juga

amplas.

5. Lubangi untuk tempat pemasanagn baut dengan bor (sesuikan lubang

dengan baut yang akan dipasang).

6. Setelah pola terpotong semua amplas box dengan merata.

(71)

Gambar 3.16 Casing box alat

3.12 Teknik Analisis Data

Setelah dilakukan pengukuran maka akan dilakukan perhitungan data

yang diperoleh sehingga dapat dianalisa menggunakan rumus:

1. Rata – rata

Rata-rata dalam perkataan sehari-hari, orang sudah menafsirkan dengan

rata-rata hitung. Dan arti sebenarnya adalah bilangan yang didapat dari

hasil pembagian jumlah nilai data oleh banyaknya data dalam kumpulan

pengukuran tersebut. Dinyatakan dengan rumus:

Rumus rata-rata adalah: (3.2)

Keterangan :

� : Rata-rata

X

n: Jumlah X sebanyak n

n : Banyak data

n

(72)

2. Simpangan (Error)

Merupakan selisih dari rata-rata nilai dari harga yang dikehendaki

dengan nilai yang diukur. Dinyatakan dengan rumus:

Rumus simpangan adalah:

(3.3)

Keterangan :

�� � �� : Nilai error yang dihasilkan

Xn : Rata-rata data DPM � : Rata-rata data modul

3. Standar Deviasi

Standar deviasi adalah suatu nilai yang menunjukkan tingkat

(derajat) variasi kelompok data atau ukuran standard penyimpangan

dari rata-ratanya. Jika standard deviasi semakin kecil maka data

tersebut semakin presisi. Dinyatakan dengan rumus:

Rumus standar deviasi adalah :

(73)

4. KetidakPastian (UA)

UA adalah KetidakPastian kemampuan daya ulang pembacaan.

Rumus UA adalah:

(3.5)

5. Error (Rata–rata Simpangan)

Merupakan nilai persen dari selisih antara mean terhadap masing–

masing data.

Rumus Error adalah:

(3.6)

Keterangan :

% �� � : Besarnya simpangan/nilai error dalam %

Xn : Rata-rata data kalibrator

3.13 Persiapan Bahan Keseluruhan

Adapun komponen-komponen penting yang digunakan dalam

pembuatan modul, antara lain :

a. Sensor MPXV4115VC6U

(74)

g. IC ATMega 16

h. Jumper Female

i. Kabel USB

j. Pin Deret

k. Tombol Push Button

l. Tombol reset

m.PCB

n. Connector pin

3.14Peralatan yang Digunakan Keseluruhan

Sebagai sarana pendukung dalam pembuatan tugas akhir ini, ada

beberapa peralatan yang dibutuhkan antara lain sebagai berikut :

a. Solder listrik

b. Atractor (Penyedot Timah)

c. Toolset

d. Bor PCB

e. Timah (Tinol)

f. Multimeter

g. Komputer

3.15Pengukuran Alat

Setelah perangkat keras selesai dibuat dan dirancang, langkah

selanjutnya adalah menguji alat apakah alat berjalan sesuai dengan

(75)

Sebelum melakukan pendataan, peneliti melakukan beberapa

persiapan agar dalam pelaksanaannya nanti dapat berjalan dengan

semestinya, kegiatan tersebut meliputi :

1. Mencari dan mempelajari beberapa literatur yang berkaitan dengan

masalah yang akan dibahas untuk digunakan sebagai bahan referensi.

2. Menganalisa serta memahami cara kerja dari rangkaian yang penulis

rancang.

3.16 Persiapan Alat

Adapun persiapan yang harus dilakukan adalah sebagai berikut:

1. Modul Alat Kalibrator Suction Pump

2. DPM4 parameter tester

Merk: FLUKE

Type : DPM4-1G

3.17 Persiapan Bahan

Daftar komponen yang dipersiapkan pada alat Kalibrator Suction Pump

1. Tombol start dan reset

1. Push botton Switch

2. Push ON

2. Catu Daya (Power Bank)

3. Mikrokontroler

a. IC ATMega16

(76)

c. Resistor

d. LEDmerah

e. Capasitor

f. Jumper

g. Soket 40 pin

4. Rangkaian pendukung sensor

a. Sensor MPXV4115VC6U

b. Soket

c. Resistor

d. Capasitor

5. Rangkaian ICL7660 (kapasitor)

6. Rangkaian Display Tekanan (LCD 16x2)

3.18 Pelaksanaan

1. Siapkan Alat Suction Pump,DPM, Modul TA, dan sambungan selang T.

2. Sambungkan selang Suction Pump,DPM, Modul TA dengan

menggunakan sambungan selang T.

3. Hidupkan Suction Pump,DPM, Modul TA untuk segera melakukan

pengkuran.

4. Atur pengukuran pada Suction Pump, dan ambil acuan pengukuran

padaDPMapakah nanti modul penulis sama dengan DPM (alat

pembanding) atau tidak.

5. Setelah mengambil titik pengukuran maka akan didapatkan hasil seperti

(77)

BAB IV

PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ALAT

4.1 Spesifikasi Alat

a. Nama : Kalibrator Suction pump

b. Jenis : Kalibrasi Suction pump

d. Tekanan: (-100)mmHg sampai (-600)mmHg

e. Display : LCD karakter 16x2

f. Daya : + 5 Volt DC

g. Dimensi: P : 11 cm, T : 18 cm, L : 6 cm

h. Sensor : MXPV4115VC6U

Gambar 4.1 Spesifikasi Alat

4.2Kinerja sistem keseluruhan

Pada saat alat dihidupkan (switch ON) secara otomatis akan melakukan

pendeteksian sensor, hubungkan selang suction pada selang sensor tekanan

(78)

suction pada sensor tekanan, saat sensor tekanan MPXV4115VC6U mendapat

hisapan dari suction, output tegangan sensor akan berubah-ubah sesuai dengan

tekanan yang diberikan pada sensor, dan output sensor akan masuk menuju

pin ADC pada mikrokontroler. Selanjutnya, ADC akan mengkonversi

tegangan analog menjadi data desimal yang disesuaikan dengan program

mikro. Program mikro akan mengontrol serta menyesuaikan kinerja sistem

secara keseluruhan sesuai dengan yang diinginkan. Setelah diolah menjadi

data desimal, pembacaan tekanan akan ditampilkan pada displayLCD.

4.3Pengujian alat dan Hasil Pengujian

Untuk melakukan pendataan, terlebih dahulu peneliti melakukan

pengecekan pada rangkaian yang akan diuji apakah berjalan dengan baik dan

sesuai dengan yang diinginkan. Setelah rangkaian dapat berfungsi dengan

baik, maka selanjutnya peneliti melakukan pengukuran pada titik tertentu pada

rangkaian. Uji fungsi bertujuan untuk mengetahui apakah alat sudah berfungsi

sesuai yang diinginkan. Dengan adanya uji fungsi pada Modul yang akan

melakukan pengujian dan mengambil data hasil pengujian pada

masing-masing pengujian, dengan harapan hasil pada Modul sesuai dengan DPM yang

(79)

4.3.1 Uji pada kekuatan level Baterai

Dalam penelitian dan ujicoba alat baterai dengan output

tegangan 5 volt pada baterai charger, modul TA Kalibrator Suction

Pump ini dapat menyala nonstop pada posisi mengukur tekananselama

1 harifull dengan waktu pengecasan sekitar ±4 jam. Dengan indikator

pada saat pengecasan baterai lampu LED akan menyala berwarna

merah biru secara flip-flop, kemudian pada saat baterai telah terisi

penuh akan ditandai dengan nyala lampu LED berwarna biru.

4.3.2 Uji coba Modul TA dengan pembanding alat DPM

Uji coba yang penulis lakukan untuk mendapatkan data

yang akurat, penulis melakukan uji coba ambil data di tempat dan

waktu yang berbeda-beda dengan memakai alat Digital Pressure

Meter sebagai alat pembanding untuk menentukan nilai kebenaran

dari modul TA Kalibrator Suction pump, spesifikasi alat yang

dipakai sebagai pembanding adalah sebagai berikut:

Spesifikasi :

a. Merk : FLUKE

b. Jenis : DPM4 Parameter Tester

(80)

4.3.3 Hasil Pengukuran TestPoint 1. Pengukuran Output Sensor

Gambar 4.2 Rangkaian pendukung sensor

TestPoint merupakan suatu titik yang digunakan untuk

mengukur output tegangan pada titik tertentu.

TP1 : mengukur output sensor MPXV4115VC6U

Tabel 4.1 Pengukuran Tekanan BerdasarkanOutputTestPoint

No Tekanan (mmHg)

Output Sensor (Volt)

1 -100 3,765

2 -200 3,303

3 -300 2,835

4 -400 2,376

5 -500 1,921

6 -600 1,468

Keterangan:

1. Tekanan : Nilai tekanan pada settingan DPM

(81)

Tabel 4.1 Merupakan hasil dari pengukuran sensor pada

settingansuction pump -100 mmHg, -200 mmHg, -300 mmHg, -400

mmHg, -500 mmHg, -600 mmHg dapatdisimpulkan bahwa output

sensor ketika diberi tekanan, semakin minus nilai tekanan maka

semakin kecil nilai tegangan yang didapatkan.

Tabel 4.2 Perhitungan Terhadap Tegangan BerdasarkanOutputTestPoint

No Tekanan (mmHg)

Output Sensor (Volt)

1. Tekanan : Hasil perhitungan nilai tekanan terhadap hasil

pengukuran pada output sensor dengan menggunakan rumus pada

program mikrokontroler

2. Output Sensor : Nilai tegangan yang dikeluarkan oleh sensor

Tabel 4.2 Merupakan hasil dari pengukuran sensor pada Modul

TA dapat disimpulkan bahwa percobaan 6 dengan tekanan

(82)

2. Grafik Data Hasil Pengukuran TekananBerdasarkan OutputTestPoint

Gambar 4.3 Diagram Pengukuran Tegangan

BerdasarkanOutputTestPoint

Pada grafik gambar 4.3 dapat diperoleh kesimpulan bahwa

hasil yang diperoleh dari pengukuran tegangan berdasarkan

outputtestpoint yang tertampil pada suction pumpdapat simpulkan

bahwa semakin kecil tekanan maka output sensor, maka tegangan

output sensor semakin menurun.

3. Grafik Data Hasil Perhitungan Tegangan Berdasarkan OutputTestPoint

Gambar 4.4Grafik Perhitungan Tegangan BerdasarkanOutputTestPoint

Gambar

Tabel 2.7 Geser Kursor dan Display
Gambar 3.2 Diagram Alir dari Alat
Gambar 3.6Modul Mikrokontroler
Gambar 3.7 Rangkaian Sensor
+7

Referensi

Dokumen terkait

Facile Hydrothermal Preparation of Hierarchically Assembled, Porous Single-Crystalline ZnO Nanoplates and Their Application in Dye-Sensitized Solar Cells.. Variasi

Untuk membantu merawat gigi dan menghindarkan gigi dari kerusakan, maka kita harus menyikat gigi seara rutin dengan pasta gigi.. akteri yang terdapat dalam mulut

Luas lahan, benih, harga, pupuk dan pestisida tidak berpengaruh nyata terhadap usahatani cabai rawit.. Sedangkan untuk tenaga kerja berpengaruh nyata terhadap usahatani

Tabel I-O 2012 berisi 175 sektor namun di tabel tersebut sektor kelautan dan perikanan (KP) hanya digambarkan oleh 2 kelompok yaitu kelompok ikan dan hasil

Nilai keluaran akhir THD yang diproses MLJST untuk panel 3 diperoleh dengan menjumlahkan nilai-nilai individual harmonisa (IHD) seperti yang terlihat pada tabel

dalam nilai kecepatan tumbuh dan periode molting yang memanjang secara alami pada tingkat-tingkat berikutnya, dapat berarti recruitment dari alam (memiliki ukuran dan

Antibodi yang berperan dalam terbentuknya kompleks imun tersebut adalah Imunoglobulin A (IgA). Deposit imun kompleks yang melibatkan IgA akan mengaktifkan sistem komplemen

Penelitian yang dilakukan penulis pada tanggal 21 Juni 2014 di satu jemaat di Konfrens Jawa Barat dengan 32 responden, yakni anggota jemaat yang sudah dibaptis dari