SYRINGE PUMP
ABSTRAKSI
Dalam dunia kedokteran penggunaan infus sudah menjadi hal yang biasa untuk dilakukan. Namun apabila si pasien membutuhkan pengobatan yang ekstra, maka dibutuhkan jenis obat atau cairan obat yang lebih tinggi dosisnya dan terkadang harus dilakukan secara berkelanjutan seperti penggunaan infus.Penulis mencoba membuat
suatu Syringe Pump yang mempunyai range berkisar antara 1cc/jam sampai dengan 50
cc/jam, dan memiliki tabung jarum suntik sebesar 50 cc.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1LATAR BELAKANG
Telah banyak peralatan kedokteran yang menerapkan rangkaian elektronika untuk operasionalnya, Salah satu peralatan kedokteran yang sistem kerjanya secara
elektronik adalah syringe pump. Pesawat
syringe pump ini fungsinya untuk memberikan cairan obat pekat ke dalam tubuh pasien dalam jumlah tertentu dan dalam waktu tertentu pula dengan tingkat ketelitian yang tinggi. Pemberian cairan zat makanan atau cairan obat haruslah tepat dan konstan atau dengan kata lain jumlah cairan yang diberikan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh pasien, terutama untuk pasien yang dalam keadaan kritis sehingga tidak terjadi ketidaksetimbangan cairan
pada tubuh pasien yang dapat
membahayakan bagi pasien yang sedang
menjalani perawatan intensif atau yang
sedang menjalani operasi.
1.2UJUAN PENULISAN
Dalam perancangan dan penyusunan karya tulis ini perlu adanya suatu pembatasan masalah yang menyangkut pada rangkaian rancang bangun pesawat syringe pump:
1. Membuat alat pemompa dengan rangkaian pengatur kecepatan aliran (ml/hr).
2. Membantu pekerjaan tenaga medis
dalam memberikan pelayanan yang optimal kepada pasien.
3. Melakukan pengujian apakah alat
yang dibuat telah bekerja dengan baik dan mengetahui keakurasian dari alat yang dibuat.
B Y A BAB II TEORI DASAR 2.1 Gerbang NAND
Gerbang NAND merupakan
gabungan gerbang, yaitu gerbang AND yang digabung dengan gerbang NOT. Kemudian dibaca NOT AND atau disingkat NAND (singkatan dalam bahasa asing). Gerbang NAND adalah kebalikan dari gerbang AND atau keluaran gerbang AND yang dinegasi (dibalik).
Gambar 2.1 Gerbang NAND
Tabel 2.1 Tabel Kebenaran Gerbang NAND A B Y A.B 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0
2.1.1 Gerbang NAND sebagai Astable Multivibrator ( Schmitt Triger )
Rangkaian Astable Multivibrator dengan gerbang NAND disebut juga dengan
Schmitt Triger.
Gambar 2.2 NAND Schmitt Trigger Misal, pada gerbang NAND. Saklar pada inputan A tidak di tekan maka kaki A akan berlogika 0 dan karena salah satu inputan gerbang NAND berlogika 0 maka output pada gerbag NAND tersebut adalah berlogika 1 kemudian output tersebut akan di umpan balik ke input kaki B namun sebelumnya arus akan melakukan pengisian
kedalam kapasitor hingga penuh.
pengimputan pada kaki B tersebut tidak akan merubah kondisi output pada gerbang NAND tersebut yang tetap bernilai 1. Pada saat keadaan saklar input A ditekan maka akan bernilai satu dan kondisi output gerbang NAND akan berubah karena inputan pada masing masing kaki A dan B menjadi bernilai 1. Nilai output pada gerbang NAND akan bernilai 0 dan kemudian kembali diumpan balikkan ke B
terjadi pegosongan. karena input B menjadi berlogika 0 maka kondisi pada masing masing imputan A dan B menjadi berlogika 1 dan 0.. Jarak waktu antara output gerbang NAND dari berlogika 1 menjadi 0 dan
seterusnya adalah tergantung Dari
rangkaian RC yang di pasang dengan mentukan salah satu besaran terlebih dahulu.
2.2 Pencacah BCD Naik Turun
(Counter)
Counter merupakan jenis khusus dari
register, yang dirancang guna
mencacah/menghitung jumlah pulsa-pulsa
clock yang masuk melalui input-input-nya.
Counter berguna untuk menghasilkan variabel waktu dalam pengurutan dan pengendalian operasi-operasi pada sistem digital.
Dalam perancangan alat Tugas Akhir ini, penulis menggunakan IC 74LS192
sebagai counter. IC 74LS192 merupakan
pencacah BCD (binary code decimal) yang
dapat dibolak-balik,dan dilengkapi preset
dan clear. Pencacah naik adalah rangkaian yang menghitung pulsa masukan mulai dari bilangan yang kecil ke bilangan yang lebih besar, Sedangkan pencacah turun adalah
rangkaian yang menghitung pulsa masukan dari bilangan yang besar ke bilangan yang lebih kecil. Sedangkan pencacah turun adalah rangkaian yang menghitung pulsa masukan dari bilangan yang besar ke bilangan yang lebih kecil.
Gambar 2.4 Konfigurasi penyemat IC
74LS192
BAB III
PERANCANGAN DAN REALISASI
Pada bab ini penulis merancang suatu
alat pemompa syringe dengan
menggunakan pengatur tetesan cairan pekat secara elektronik. Alat pemompa
syringe ini terdiri dari sumber tegangan, rangkaian pengatur tetesan, tampilan pengatur tetesan, pengendali frekuensi,
pembagi frekuensi, pengendali motor
steppe dan motor stepper .
1,8K R11 380 R10 1nF C6 100nF C5 QC 8 QB 9 GND 10 QD 11 QA 12 CKA 14 CKB 1 R0(1) 2 R0(2) 3 VCC 5 SN7493N U9 QC 8 QB 9 GND 10 QD 11 QA 12 CKA 14 CKB 1 R0(1) 2 R0(2) 3 VCC 5 SN7493N U10 1234 JP2 B 1234 JP1 B "9" 1 C 2 D 3 S 4 OUT 5 OUT 6 EO 7 CLK 9 STB 10 ENIN 11 CASC 12 CLR 13 A 14 B 15 GND 8 VDD 16 MC14527BCL U7 "9" 1 C 2 D 3 S 4 OUT 5 OUT 6 EO 7 CLK 9 STB 10 ENIN 11 CASC 12 CLR 13 A 14 B 15 GND 8 VDD 16 MC14527BCL U8 CLR 2 A 1 QA 3 B 4 QB 5 QC 6 QD 7 VCC 16 GND 8 SN74HC390N U11A VCC 16 GND 8 CLR 14 A 15 QA 13 B 12 QB 11 QC 10 QD 9 SN74HC390N U11B 1 2 3 MC14093BCL U6A 1 2 3 4 5 JP 6 A 1 2 3 JP 5 A + 5, G N D , +1 2 5 1 1 2 0 3 2 4 6 5 7 6 3 7 GND 8 8 9 4 10 9 11 CO 12 RST 15 CLK 14 CKEN 13 VDD 16 CD4017BMJ U?12 Q1 Q2 Q3 Q4 MOTOR STEPPER 500 K VR 1 +5 SW-SPDT S? Power Supply : ( +12 V, +5 V )
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem
Sumber tegangan memberikan
tegangan ke seluruh blok rangkaian, dalam
blok rangkaian pengatur tetesan
menentukan cc/jam yang diinginkan.
Pengaturan tetesan yang diinginkan akan
ditampilkan pada blok tampilan
seven-segment pengatur tetesan. Rangkaian pengendali frekuensi berfungsi untuk mengendalikan frekuensi yang keluar dari
rangkian osilator Schmitt Trigger agar
frekuensi yang keluar sesuai dengan jumlah yang diinginkan oleh rangkaian pengatur tetesan.
Rangkaian pembagi frekuensi disini adalah untuk memecah frekuensi yang
bekerja dalam clock per detik, agar mampu
bekerja dalam clock per jam dan rangkaian
pengendali motor stepper akan
menggerakkan motor stepper sehingga
Motor stepper akan mendorong alat suntik sesuai dengan jumlah tetesan yang diinginkan.
Gambar 3.2 Skematik Rangkaian
3.1 Power suplay
Gambar 3.3 Diagram Blok Rangkaian Sumber Tegangan Rang kaian Penga tur Tetes an Tamp ilan Penga tur Tetes an Rang kaian Penge ndali Freku ensi Rang kaian Pemb agi Freku ensi Rangkai an Pengend ali Motor stepper Mot or Step per Limit Switch 1,8K R2 380 R1 1uF C2 100nF C1 S1 1,8K R4 380 R3 1uF C4 100nF C3 S2 220 R6 220 R5 1 2 3 JP 5 A 1 2 3 14 7 MC14093BCL U1A 14 7 8 9 10 MC14093BCL U1C 14 7 8 9 10 MC14093BCL U7C 14 7 5 6 4 MC14093BCL U7B B 1 QBQA 23 DWN 4 UP 5 QC 6 QD 7 GND 8 D 9 C 10 LD 11 CO 12 BRW 13 CLR 14 A 15 VCC 16 SN74HC192N U4 B 1 QB 2 QA 3 DWN 4 UP 5 QC 6 QD 7 GND 8 D 9 C 10 LD 11 CO 12 BRW 13 CLR 14 A 15 VCC 16 SN74HC192N U2 BI/RBO 4 RBI 5 LT 3 A 7 B 1 C 2 D 6 a 13 b 12 c 11 d 10 e 9 f 15 g 14 VCC 16 GND 8 SN74LS47N U3 BI/RBO 4 RBI 5 LT 3 A 7 B 1 C 2 D 6 a 13 b 12 c 11 d 10 e 9 f 15 g 14 VCC 16 GND 8 SN74LS47N U5 f 9 g 10 e 1 d 2 A 3 c 4 DP 5 b 6 a 7 A 8 D1 f 9 g 10 e 1 d 2 A 3 c 4 DP 5 b 6 a 7 A 8 D2 1 2 3 JP 7 + 5, G N D , + 12 + 5, G N D , + 12 1234 JP 1 B 1 2 3 4 JP 2 B 220 R8 220 R7 1 2 3 14 7 MC14093BCL U7A +5 M Motor Step B? 1 2 3 4 5 MHDR1X5 JP 6 A Bridge1 C1 Trafo 1 IN 2 OUT 3 GND LM7812 5 V 12 V Ground IN 1 2 OUT 3 GND LM7805
Gambar 3.3 disebut juga sebagai
rangkaian bridge power supply atau
penyearah jembatan, karena rangkaian tersebut menggunakan 4 dioda yang dibuat menjadi satu paket atau disebut juga dioda
Bridge. Rangkaian bridge tersebut berfungsi sebagai penyearah dari masukan
tegangan AC pada transformator penurun
tegangan
3.2 Rangkaian Pengatur Tetesan
Rangkaian digit control terdiri atas
rangkaian multivibrator astable yang
menggunakan IC CMOS 4093, rangkaian
counter yang menggunakan IC 74LS192,
dan rangkaian decoder yang menggunakan
IC 7447. Rangkaian digit control ini
berfungsi untuk memberikan masukan berupa pulsa naik atau pulsa turun pada
rangkaian multiplexer, kemudian
pulsa-pulsa tersebut akan ditampilkan di penampil
seven- segment dalam bentuk kode desimal.
3.2 Rangkaian Penampil seven-segment
Rangkaian Penampil seven-segment
berfungsi untuk menampilkan nilai volume yang diinginkan (dalam cc) dengan tampilan digital. Nilai volume tersebut merupakan pulsa-pulsa yang diberikan oleh rangkaian
digit control yang kemudian diubah dari kode biner menjadi kode desimal oleh
decoder 74247. Range volume yang ditampilkan adalah antara 0 cc sampai dengan 50 cc.
Gambar 3.5 Rangkaian penampil 7’s
segment
3.4 Rangkaian Pengendali Frekuensi
Gambar 3.6 Rangkaian pengendali
Frekuensi 1,8K R2 380 R1 1uF C2 100nF C1 S1 1,8K R4 380 R3 1uF C4 100nF C3 S2 1 2 3 JP5 1 2 3 14 7 MC14093BCL U1A 14 7 8 9 10 MC14093BCL U1C B 1 QBQA 23 DWN 4 UP 5 QC 6 QD 7 GND 8 D 9 C 10 LD 11 CO 12 BRW 13 CLR 14 A 15 VCC 16 SN74HC192N U4 B 1 QBQA 23 DWN 4 UP 5 QC 6 QD 7 GND 8 D 9 C 10 LD 11 CO 12 BRW 13 CLR 14 A 15 VCC 16 SN74HC192N U2 1 2 3 JP6 +5, G N D, +1 2 1234 JP 1 B 1 2 3 4 JP 2 B 220 R8 220 R7 +5 8 9 10 MC14071BCL U7C 5 6 4 MC14071BCL U7B ke r ang ka ia n dis pla y 2 3 1 MC14071BCP U14A ke r ang ka ia n dis pla y 220 R6 BI/RBO 4 RBI 5 LT 3 A 7 B 1 C 2 D 6 a 13 b 12 c 11 d 10 e 9 f 15 g 14 VCC 16 GND 8 SN74LS47N U3 f 9 g 10 e 1 d 2 A 3 c 4 DP 5 b 6 a 7 A 8 D1 VCC VCC di gi ta l c ont rol 1,8K R11 380 R10 1nF C6 100nF C5 1234 JP2 B 1234 JP1 B "9" 1 C 2 D 3 S 4 OUT 5 OUT 6 EO 7 CLK 9 STB 10 ENIN 11 CASC 12 CLR 13 A 14 B 15 GND 8 VDD 16 MC14527BCL U7 "9" 1 C 2 D 3 S 4 OUT 5 OUT 6 EO 7 CLK 9 STB 10 ENIN 11 CASC 12 CLR 13 A 14 B 15 GND 8 VDD 16 MC14527BCL U8 1 2 3 MC14093BCL U6A 500K Res Adj 406K VR 1 +5 Output
Gambar 3.4 Rangkaian digit control
Rangkaian pengendali frekuensi berfungsi untuk mengendalikan frekuensi keluaran dari IC 4093 sebagai osilator, pembagian frekuensi tersebut diambil berdasarkan masukan sinyal BCD dari IC 74192 sesuai dengan jumlah cc/jam yang diinginkan agar dapat menjadi masukan
register geser untuk menggerakkan motor stepper sehingga menghasilkan jumlah tetesan yang diinginkan. Pada blok rangkaian ini terdiri dari IC 4093 dan IC 4527.
IC 4527 merupakan IC BCD Rate
Multiplier, karena masukannya berupa
frekuensi yang dihasilkan oleh osilator
berupa clock maka dapat diartikan IC 4527
itu sebagai pembagi frekuensi berdasarkan
masukan BCD. Keluaran dari IC 4527
berupa frekeunsi yang telah dibagi
berdasarkan masukan BCD. Frekuensi
keluaran akan berubah secara linier apabila
masukan BCD tersebut diubah secara
bertahap, sedangkan clock yang dihasilkan
oleh osilator tetap dan tidak dapat diubah.
3.5 Rangkaian Pembagi frekuensi
Rangkaian syringe pump ini
mempunyai dua jenis pembagi waktu, yaitu pembagi enam dan pembagi sepuluh.
diberikan ke rangkaian pengendali
motor stepper. Hasil Frekuensi dari
perhitungan di dapat Fout16200 Hz, artinya
terjadi getaran sebesar 16200 dalam satu detik. Sehingga untuk memperlambat getaran tersebut dalam tempo 1 jam akan dibutuhkan jenis – jenis IC counter khusus untuk membagi clock tersebut
BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISA
4.1 Pengujian Tampilan Pengatur Tetesan
Pada pengujian bagian ini bertujuan untuk mengetahui apakah rangkaian telah bekerja dengan baik, dan sesuai dengan apa yang penulis harapkan. Pada saat kita menghidupkan alat ini,
tampilan pada seven segment itu harus
menunjukkan angka 00. Untuk
pengujiannya pertama kita tekan tombol
up dan angka pada tampilan akan
menunjukan angka dan bertambah terus
jika kita menekan tombol up sampai
menunjukan angka 50 dengan kenaikan kelipatan 1 dan setelah mencapai angka 50 kembali ke 00.
Fungsi dari masing masing pembagi
tersebut adalah untuk memperlambat clock yang akan
Tabel 4.3 Pengujian Laju Aliran Dengan melihat hasil pengujian di atas, dapat kita ketahui nilai rata-rata adalah:
n x n x x x x x x 1 2 3 4 ... n
dimana x = nilai rata-rata
x1,x2,xn = pembacaan yang dilakukan n = jumlah Pembacaan maka: 9 3560 3528 3511 3501 3495 3491 3490 3486 3480 x Jumlah cc yang diinginkan Jumlah cc yang dihasilkan Lamanya waktu yang dibutuhkan Lamanya waktu yang dibutuhkan (Det) 10 10 58 menit 3480 15 15 58 menit 6 detik 3486 20 20 58 menit 10 detik 3490 25 25 58 menit 11 detik 3491 30 30 58 menit 15 detik 3495 35 35 58 menit 21 detok 3501 40 40 58 menit 31 detik 3511 45 45 58 menit 48 detik 3528 50 50 59 menit 20 detik 3560 66 , 3504 x det
penyimpangan terhadap nilai rata-rata:
1 d 3480 - 3504,66 = -24,66 2 d 3486 - 3504,66 = -18,66 3 d 3490 - 3504,66 = -14,66 4 d 3491 - 3504,66 = -13,66 5 d 3495 - 3504,66 = -9,66 6 d 3501 - 3504,66 = -3,66 7 d 3511 - 3504,66 = 6,34 8 d 3528 - 3504,66 = 23,34 9 d 3560 - 3504,66 = 55,34
Menganalisa Kesalahan meggunakan
Deviasi Standar dengan jumlah pengamatan yang terbatas :
1 1 ... 2 2 2 2 2 1 n d n d d d n t maka : 1 9 34 , 55 44 , 23 34 , 6 66 , 3 66 , 9 66 , 13 66 , 14 66 , 18 66 , 24 2 2 2 2 2 2 2 2 2 8 63 , 5062 15 , 25 det
Perhitungan dengan menggunakan deviasi
standar memiliki keuntungan karena
mempunyai satuan yang sama dengan variable,
sehingga mudah membuatnya untuk membandingkan besaran-besaran. Karena pengambilan data merujuk kepada lamanya aliran syringe pump melakukan pemompaan dalam jumlah cc yang ditentukan maka dapat dibuat suatu persentase kesalahan rata-rata sebagai berikut: % 69 , 0 % 100 3600 15 , 25
