TUGAS AKHIR
Oleh
INNES DYAH IKA PUSPITASARI 2013 301 0037
PROGRAM STUDI
D3 TEKNIK ELEKTROMEDIK
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
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
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
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,
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
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
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
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
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
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%.
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%. __________________________________________________________________
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
(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
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
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.
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
(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
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
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
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
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
#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.
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
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
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
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
• 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
• 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
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
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,
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
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
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
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
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 :
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
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,
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
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
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:
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.
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
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.
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.
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)
Tabel 3.4Rumus Konversi dari Tegangan(Volt) ke Tekana(mmHg) (-150)
sampai (-200)
Tabel 3.5Rumus Konversi dari Tegangan(Volt) ke Tekanan (mmHg) (-200)
Tabel 3.6Rumus Konversi dari Tegangan(Volt) ke Tekanan (mmHg) (-250)
sampai (-300)
Tabel 3.7Rumus Konversi dari Tegangan(Volt) ke Tekanan(mmHg) (-300)
Tabel 3.8Rumus Konversi dari Tegangan(Volt) ke Tekanan(mmHg) (-350)
sampai (-400)
Tabel 3.9Rumus Konversi dari Tegangan(Volt) ke Tekanan(mmHg) (-400)
Tabel 3.10Rumus Konversi dari Tegangan(Volt) ke Tekanan(mmHg) (-450)
sampai (-500)
Tabel 3.11Rumus Konversi dari Tegangan(Volt) ke Tekanan(mmHg) (-500)
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)
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
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
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)
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.
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 nn : Banyak data
n
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 :
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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